[发明专利]焊接用钢材

说明书

技术领域

本发明涉及焊接热影响区(Heat Affected Zone：以下称为HAZ)的韧性优良的焊接用钢材。本发明的焊接用钢材在从小线能量焊接到超大线能量焊接的广泛的焊接条件下具有良好的HAZ的韧性，因此可用于建筑、桥梁、造船、管线钢管、建筑机械、海洋构件、罐等各种焊接钢构件。

本申请基于2008年7月15日提出的日本专利申请第2008-183745号并主张其优先权，这里引用其内容。

背景技术

在HAZ中，越接近熔化线，焊接时的加热温度就越高。因此，在加热到熔化线附近的1400℃以上的区域，奥氏体(以下记为γ)显著粗大化。因此，冷却后的HAZ组织粗大化，从而使韧性劣化。焊接线能量越大，该倾向就越显著。

作为解决这样的问题的方法，有专利文献1中公开的使微细的TiN分散的钢材、专利文献2中公开的使内包微细的包含Mg和Al的氧化物的TiN大量分散的钢板、专利文献3中公开的使微细的含铝氧化物分散的钢材、以及专利文献4中公开的添加使氧的活度降低的元素从而使含Mg氧化物大量分散的钢等。

可是，上述方法存在以下问题。

在专利文献1所述的钢材中，在钢中分散有1×10³个/mm²以上的当量圆直径为0.05μm以下的TiN、以及1×10³个/mm²以上且低于1×10⁵个/mm²的当量圆直径为0.03～0.20μm的TiN。但是，在1400℃以上的高温下的滞留时间较长的大线能量焊接中，有助于抑制γ晶粒生长的微细的TiN在钢中熔解并消失。因此，γ晶粒粗大化，从而HAZ的韧性劣化。

在专利文献2所述的钢板中，存在10000个/mm²以上的内包有包含Mg和Al的氧化物的0.01μm以上且低于0.5μm的TiN。上述钢板在焊接线能量为20～100kJ/mm的大线能量焊接中，具有良好的HAZ的韧性。但是，在超过100kJ/mm的超大线能量焊接中，因不能抑制HAZ的γ晶粒生长而使HAZ的韧性降低。

在专利文献3所述的钢材中，在钢中分散有10000个/mm²以上的0.05～0.2μm的含铝氧化物。因此，在焊接线能量为20～100kJ/mm的大线能量焊接中，具有良好的HAZ的韧性。但是，在超过100kJ/mm的超大线能量焊接中，因不能抑制HAZ的γ晶粒生长而使HAZ的韧性降低。

在专利文献4所述的钢中，在钢中含有1.0×10⁵～1.0×10⁸个/mm²的0.01～2.0μm的氧化物-氮化物复合粒子。该氧化物-氮化物复合粒子由作为核的0.005～0.1μm的MgO或含Mg氧化物、和包含氧化物的氮化物或在氧化物周边析出的氮化物构成。上述钢在焊接线能量为90kJ/mm的大线能量焊接中，具有良好的HAZ的韧性。但是，在超过100kJ/mm的超大线能量焊接中，因不能抑制HAZ的γ晶粒生长而使HAZ的韧性降低。

专利文献1：日本特开2001-20031号公报

专利文献2：日本特开2000-80436号公报

专利文献3：日本特开2004-76085号公报

专利文献4：日本特开2001-335882号公报

发明内容

于是，本发明的目的在于：提供一种焊接用钢材，其通过比以往更微细且更均匀地使氧化物分散，抑制了γ晶粒生长，从而即使在超过100kJ/mm的超大线能量焊接中，HAZ的韧性也是优良的。

本发明的要旨如下。

(1)一种焊接用钢材，其中，以质量％计含有C：0.3％以下、Si：0.5％以下、Mn：0.3～2％、P：0.03％以下、S：0.03％以下、Al：0.3～5％、O：0.003～0.01％、N：0.006％以下，剩余部分包括Fe及不可避免的杂质元素；而且在钢中分散有1×10⁶个/mm²以上的0.005～0.05μm的含铝氧化物。

(2)根据上述(1)所述的焊接用钢材，其中，以质量％计还可以含有Cu：0.3％～2％、Ni：0.3％～2％中的任一种以上。

如果采用本发明的焊接用钢材，即使在焊接线能量超过100kJ/mm的超大线能量焊接中，HAZ的韧性也不会劣化，因而能够进行高效率的大线能量焊接。

附图说明

图1是表示0.005～0.05μm的含铝氧化物个数对γ粒径的影响的图示。

具体实施方式