疲劳特性优异的厚钢板制造技术

提供一种疲劳特性优异的厚钢板。含有C、Si、Mn、P、S、Al、N，钢组织中的位错密度为1×1010～10×1010(/cm2)，作为母材的强度与HAZ的强度的比的指标的(位错密度/1010)/DI值为2.2以上、6.5以下，作为HAZ的均匀延伸率与HAZ的强度的比的指标的H值/DI值为23以下。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及主要作为船舶、建筑物、桥梁等的结构用材料使用的厚钢板，特别是涉及疲劳特性优异的厚钢板。
技术介绍
船舶、建筑物、桥梁等通常是通过焊接接合板厚6mm以上的厚钢板组装而成。在钢板的焊接部，因为容易发生应力集中而容易发生疲劳破坏。作为改善疲劳特性的技术，可列举专利文献1 3。专利文献1是焊接热影响部的硬度值为母材或焊接金属的硬度低的任意一方的硬度的80%以上，以缓和焊接接头的应力集中。在专利文献2中，是通过减少焊接金属和焊接热影响部的硬度的差，从而抑制只在焊接金属和HAZ的单侧的应变集中，使疲劳强度提高。另外，专利文献3是通过减小焊接热影响部与母材的硬度的差，从而缓和应力、应变的集中，使焊接部的疲劳强度和耐应力腐蚀裂纹性提高。但是在专利文献1 3中，因为Si量多或Nb量、Mo量等多，所以疲劳特性和韧性不充分。专利文献1特开2006-169602号公报专利文献2特开平7-171679号公报专利文献3特开2001-73071号公报
技术实现思路
本专利技术以提供一种疲劳特性优异的厚钢板为目的。能够达成上述课题的本专利技术的厚钢板，其特征在于，含有C 0. 02 0. 15 % (质量％的意思。下同)、Si :0·30%以下(含0%)、Μη:1·0 2·5%、Ρ:0·015%以下(不含 0% )、S :0. 01% 以下(不含 0% )、A1 :0. 005 0. 06%,N 0. 0038 0. 010%，并且余量为不可避免的杂质，钢组织中的位错密度为IX 101° 10 X 101° (/cm2)，所述位错密度与下式 (1)和(2)所表示的D1值和H值满足如下关系H值/D1值彡23和2. 2彡(位错密度/101°)/D1值< 6. 5，疲劳特性优异。 D1 值=(C/10)0.5X (1. 7-0. 09X6) X (0. 7XSi+1) XFlX (0. 35XCu+1) X (0· 36X Ni+1) X (2. 16XCr+l) X (3XMo+l) X (1. 75XV+1) X (200XF2+1)... (1)其中，在上述(1)中，Fl在Mn < 1. 2 时，Fl = 3· 33XMn+lMn 彡 1. 2 时，Fl = 5· IX (Μη-1· 2)+5F2 在B-0. 3 (N-Ti X 14/48) X 11/14 < 0 时，F2 = 0B-0. 3 (N-Ti X 14/48) X 11/14 彡 0 时，F2 = B-0. 3 X (N-Ti X 14/48) X 11/14H值=-153 X C+112X Si_3 XMn-63 X Cu+240 X Al-15 X Ni-305 X Cr+1791 XMo-110XNb-758XTi-1929XB+1068XN+4(上式(1)、(幻中，元素名称表示各元素含量(质量％)，有未含有的元素时，其含量按0质量％计算。)本专利技术的厚钢板，根据需要也可以还含有如下(a)从Cu:2%以下(不含0% )、 Ni 以下(不含0% )、Cr 以下(不含0% )和Mo :0.6%以下(不含0% )之中选择的至少1种；(b)从V :0.1%以下(不含0% )、Nb :0.060%以下(不含0%)和Ti :0.1% 以下(不含0%)之中选择的至少一种；(c)B :0.005%以下(不含0%) ； (d) Ca :0.010%以下(不含0%) ； (e)Mg :0.005%以下(不含0%) ； (f)& :0. 1 %以下(不含0%)和/或 Hf :0.05% 以下(不含 0% ) ； (g) REM :0.02% 以下(不含 0% )。根据本专利技术，各种成分组成得到适当地调整，并且作为焊接热影响部的均勻延伸率的指标的H值和作为焊接热影响部的强度的指标的D1值的比(H值/D1值)、作为母材强度的指标的位错密度和作为母材强度的指标的位错密度与作为焊接热影响部的强度的比的指标的D1值的比((位错密度VD1值)均得到适当控制，因此能够实现疲劳特性优异的厚钢板。附图说明图1是表示用于疲劳特性测量的试验片的概略图。 具体实施例方式在厚钢板的焊接部，通常，因为应力在焊趾部集中，所以疲劳破坏从焊趾部向焊接热影响部(以下称为“HAZ”)发生。本专利技术者们对于在该HAZ发生和进展疲劳破坏进行研究的结果发现，(i)如果使应力集中在HAZ与母材的边界线附近发生，并且(ii)如果减小 HAZ的均勻延伸率，则能控制HAZ的疲劳的发生，其结果是能够使疲劳特性提高，从而完成了本专利技术。首先，为了在HAZ与母材的边界线附近使应力集中，有效的是将母材的强度调整得低，并且调整母材的强度与HAZ的强度的平衡。母材的强度与存在于母材中的位错密度具有相关关系，位错密度越多，母材的强度越上升。在本专利技术中，由于需要将母材的强度调整得低，所以将位错密度的上限定为 10X IO10 (/cm2)，另外，母材的强度变得过低时，即位错密度过小时，母材发生疲劳破坏，因此，位错密度的下限定为IX IO10 (/cm2)。位错密度优选为2X 101° 9X 101° (/cm2)，更优选为 3X1010 8X1010(/cm2)。HAZ的强度与由下式⑴计算的D1值具有相关关系。下式⑴的D1值作为表示钢的淬火性的指标，是以一般性的理想临界直径为基础，基于本专利技术的化学成分组成下的实验加以修正的算式。D1 值=(C/10)0.5X (1. 7-0. 09X6) X (0. 7XSi+1) XFlX (0. 35XCu+1) X (0· 36X Ni+1) X (2. 16XCr+l) X (3XMo+l) X (1. 75XV+1) X (200XF2+1)... (1)其中，在上述(1)中，Fl在Mn < 1. 2 时，Fl = 3· 33XMn+lMn 彡 1. 2 时，Fl = 5. 1 X (Μη_1· 2) +5F2 在B-0. 3 (N-Ti X 14/48) X 11/14 < 0 时，F2 = 0B-03 (N-Ti X 14/48) X 11/14 彡 0 时，F2 = B-0. 3 X (N-Ti X 14/48) X 11/14在本专利技术中，为了在HAZ与母材的边界线附近使应力集中，与HAZ相比，要将母材的强度控制得充分地低，控制作为母材强度的指标的上述位错密度与作为HAZ的强度的指标的D1值，使(位错密度/101°)/ 值为6. 5以下。(位错密度/101°)/D1值优选为6.0以下，更优选为5. 5以下。另一方面，若母材的强度过度降低，则母材发生疲劳破坏，因此(位错密度/101°) /D1值为2. 2以上。(位错密度/101°) /D1值优选为2. 5以上，更优选为3. 0以上。其次，对于HAZ的均勻延伸率进行说明。本专利技术中之所以减小HAZ的均勻延伸率， 是由于通过减小HAZ的均勻延伸率而减少塑性变形，由此能够抑制HAZ的疲劳龟裂的发生。 HAZ的均勻延伸率与下式(2)所表示的H值具有相关关系。H值=-153 X C+112X Si_3 XMn-63 X Cu+240 X Al-15 X Ni-305 X Cr+1791 XMo-110 XNb-758本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种疲劳特性优异的厚钢板，其特征在于，以质量％计含有Ｃ：０．０２～０．１５％、Ｓｉ：０．３０％以下且含０％、Ｍｎ：１．０～２．５％、Ｐ：０．０１５％以下但不含０％、Ｓ：０．０１％以下但不含０％、Ａｌ：０．００５～０．０６％、Ｎ：０．００３８～０．０１０％，并且余量为不可避免的杂质，钢组织中的位错密度为１×１０１０～１０×１０１０（／ｃｍ２），所述位错密度与由下式（１）和（２）所表示的ＤＩ值和Ｈ值满足如下关系：Ｈ值／ＤＩ值≤２３；和２．２≤（位错密度／１０１０）／ＤＩ值≤６．５，ＤＩ值＝（Ｃ／１０）０．５×（１．７－０．０９×６）×（０．７×Ｓｉ＋１）×Ｆ１×（０．３５×Ｃｕ＋１）×（０．３６×Ｎｉ＋１）×（２．１６×Ｃｒ＋１）×（３×Ｍｏ＋１）×（１．７５×Ｖ＋１）×（２００×Ｆ２＋１）…（１）其中，在上述（１）中，Ｆ１在Ｍｎ＜１．２时，Ｆ１＝３．３３×Ｍｎ＋１Ｍｎ≥１．２时，Ｆ１＝５．１×（Ｍｎ－１．２）＋５Ｆ２在Ｂ－０．３×（Ｎ－Ｔｉ×１４／４８）×１１／１４＜０时，Ｆ２＝０Ｂ－０．３×（Ｎ－Ｔｉ×１４／４８）×１１／１４≥０时，Ｆ２＝Ｂ－０．３×（Ｎ－Ｔｉ×１４／４８）×１１／１４Ｈ值＝－１５３×Ｃ＋１１２×Ｓｉ－３×Ｍｎ－６３×Ｃｕ＋２４０×Ａｌ－１５×Ｎｉ－３０５×Ｃｒ＋１７９１×Ｍｏ－１１０×Ｎｂ－７５８×Ｔｉ－１９２９×Ｂ＋１０６８×Ｎ＋４上式（１）、（２）中，元素名称表示各元素的质量百分比含量，在有未含有的元素时，其含量按０质量％计算。...

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：高冈宏行，田村荣一，
申请(专利权)人：株式会社神户制钢所，
类型：发明
国别省市：JP