船体用厚钢板及其制造方法技术

本发明专利技术的船体用厚钢板具有如下化学成分：以质量％计，含有C：超过0.03且为0.10％以下、P：≤0.05％、S：≤0.05％、Al：0.002～0.1％，剩余部分包含铁以及不可避免的杂质，且具有如下显微组织：包含铁素体，且包含珠光体、贝氏体中的1种以上，所述显微组织中的未加工的铁素体的面积率为85％以上，所述未加工的铁素体的平均结晶粒径为5～40μm，所述铁素体的晶粒内的渗碳体粒子以个数密度计为50000个/mm2以下，屈服强度为235MPa以上，抗拉强度为460MPa以下，均匀伸长率为15％以上，0℃下的夏比平均吸收能量为100J以上。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及具有在碰撞时发生变形而能够防止被碰撞的对方一侧的船发生损伤的缓冲效果、使碰撞安全性提高的船的船头结构所使用的板厚为8mm以上的厚钢板及其制造方法。本申请基于2009年11月20日在日本申请的特愿2009-265118号主张优先权，并在此援引其内容。
技术介绍
目前的大型船在船的船头结构中使用了板厚为8mm以上的厚钢板，为了哪怕是少量减轻由波浪的阻力所产生的能量损失，在船头吃水线下具备球鼻型船首(球状船头； bulbous bow)0以往，在球鼻型船首采用在内部沿纵横方向配置有增强用的横梁材料的刚体结构 (参照专利文献1以及2)。但是，具备刚体结构的球鼻型船首的船在与他船碰撞时，例如， 如图IA所示，碰撞船20的球鼻型船首20a侵入被碰撞船21的船腹21a，进而扩大破坏部位，损坏被碰撞船21的船壳(船腹21a)，有时形成破口(孔)21b。因此，近年来，提出了 在船彼此之间发生碰撞时，特别是碰撞船的船头与被碰撞船的船腹碰撞时，以不损坏被碰撞船的船壳的方式尽量吸收碰撞能量的结构的球鼻型船首 (参照专利文献3 5)。在专利文献3中公开了一种球鼻型船首，其中，通过使顶端部为水密性结构，使与顶端部连接的周缘部为非水密性结构(球鼻型船首内部与外部水连通的结构)，吸收碰撞能量。但是，在专利文献3中公开的球鼻型船首由于与顶端部连接的周缘部为非水密性结构，因此难以充分地降低造波阻力。另外，专利文献3中公开的球鼻型船首由于具有非水密性结构，因此必须对钢板进行防腐蚀加工，因而制造成本增大。专利文献4中公开了一种球鼻型船首，其中，在球状突起的根部的外板上设置降低了横向的弯曲刚性的厚度减薄部。另外，专利文献5中公开了一种球鼻型船首，在球状突起的根部的外板上设置横向的弯曲强度低的低强度部(由下屈服点或者0.2%屈服强度为 235MPa以下的低屈服点钢构成的部分)。专利文献4以及5中公开的球鼻型船首通过在球鼻型船首的根部附近设置厚度减薄部或者低强度部，从而在碰撞时容易使球鼻型船首的根部弯曲。S卩，对专利文献4以及5中公开的球鼻型船首来说，船彼此之间以期望的角度发生碰撞时，例如，如图IB所示，碰撞船30的球鼻型船首30a在根部30b容易弯折。因此，与被碰撞船31的船腹31a接触的球鼻型船首30a的面不是顶端面30c、而是主体面30d，因此被碰撞船31的船腹31a的损伤降低。但是，专利文献4以及5中公开的球鼻型船首与专利文献3中公开的球鼻型船首不同，球鼻型船首自身不能作为吸收碰撞能量的减震器发挥作用。因此，推定船彼此之间以接近90°的角度发生碰撞时，球鼻型船首在受到碰撞反作用力而在根部发生弯折前，侵入被碰撞船的船腹。需要说明的是，图IB的虚线部分表示碰撞船30与被碰撞船31碰撞前的球鼻型船首30a的位置。结果，专利文献4以及5中公开的球鼻型船首在降低被碰撞船的船腹的损坏程度方面受到限制。另一方面，作为提高船的碰撞安全性的手段，也研究了使用在碰撞时的能量吸收能力优良的钢板，专利文献6 10中公开了这样的钢板。专利文献6中公开的钢板是通过提高铁素体的占有率和硬度，缩小第二相的尺寸，增大加工硬化，由此提高能量吸收能力。另外，专利文献7 9中公开的钢板是通过将残留奥氏体分散在钢中，利用相变诱发塑性(TRIP)来增大加工硬化，由此使强度和均勻伸长率提高，从而提高能量吸收能力。另外，专利文献10中公开的钢板是使其组织为细晶粒铁素体主体组织，利用析出强化来提高铁素体相的强度，由此使耐破坏特性提高。但是，碰撞船的船头与被碰撞船的船腹碰撞时，被碰撞船的船腹即使由能量吸收能力提高了的钢板构成，只要碰撞船的球鼻型船首不发生变形，球鼻型船首贯穿船腹的危险性也高。另外，根据碰撞的方式不同，无法期待得到使用能量吸收量高的钢板的效果。与此相对，在碰撞船的球鼻型船首如果能够吸收碰撞能量，则能够尽量降低被碰撞船的船腹的损坏。但是，专利文献6 10中公开的能量吸收能力优良的钢板的强度高，加工硬化大， 因此碰撞时对被碰撞船施加的压迫力增大。因而，在球鼻型船首的变形没有充分地进行的状态下充分吸收能量前，球鼻型船首贯穿船腹的可能性高。另外，为了制造球鼻型船首中使用的曲率大的曲板，在其成形过程中多采用通过线状加热进行弯曲加工、即线状加热加工。该线状加热加工是利用如下现象使用煤气炉等对钢板表面进行线状局部加热， 加热部分发生热膨胀，从其周围受到拘束而发生塑性变形。通常，为了提高作业效率，在加热后立刻进行水冷，根据母材的显微组织的变化，线状加热加工后的钢板的材质发生变化。S卩，对专利文献6 10中公开的能量吸收能力优良的钢板来说，对加热后水冷的部分进行淬火，强度局部地上升，伸长率降低的可能性高。因此，使用这样的曲板的球鼻型船首的强度不均勻，难以变形。因此，具备该球鼻型船首的船与他船碰撞时，如图IA所示，碰撞船20的船头20a侵入被碰撞船21的船腹21a， 破坏船腹21a，进而破坏部位扩大，从而在船体上形成破口(孔)21b的危险性也大。与专利文献6 10相对，专利文献11中公开了一种钢板，其通过降低400°C下的屈服强度，提高由线状加热产生的弯曲加工性。对该钢板来说，为了使400°C下的屈服强度降低，使室温的屈服强度也降低。因此，在将该钢板用于球鼻型船首的情况下，在碰撞时变形容易进行，从而具有球鼻型船首能够充分地吸收能量的可能性。但是，根据国际船级联合会(IACS)的统一标准，需要室温下的屈服强度满足235MI^以上，因此使用微细渗碳体的分散强化。但是，由于渗碳体对热不稳定，因此难以在线状加热后维持钢板中的渗碳体的分散状态，从而满足规定的材质。另外，微细渗碳体的分散存在下述的问题得不到所需的加工4硬化特性，并且难以得到用于吸收能量的充分的均勻伸长率。另外，专利文献12以及13中公开了一种球鼻型船首用钢板，其通过减少碳量来减低屈服点，提高加工性以及加工后的韧性。但是，制造这样的极低碳钢板时，熔炼负荷变得极大，并且成本增大，因此在经济上不优选。因此，目前需求一种球鼻型船首用的厚钢板，其在航行时发挥大幅降低造波阻力而进一步降低能量损失、进一步提高船的推进性能的功能，而在碰撞时发挥降低被碰撞船的船腹的损坏、有效地吸收碰撞能量的减震器功能。现有技术文献专利文献专利文献1 日本特开2002-347690号公报专利文献2 日本特开2005-199736号公报专利文献3 日本特开平08-164887号公报专利文献4 日本特开2004-314824号公报专利文献5 日本特开2004-314825号公报专利文献6 日本特开平11-193438号公报专利文献7 日本特开平11-M6934号公报专利文献8 日本特开2007-162101号公报专利文献9 日本特开2008-45196号公报专利文献10 日本特开2002-105534号公报专利文献11 日本特开2009-185380号公报专利文献12 日本特开平5-70885号公报专利文献13 日本特开平6-256891号公报
技术实现思路
专利技术所要解决的问题本专利技术鉴于对球鼻型船首的上述要求，其课题在于，提供能够在无需变更船体结构的设计的情况下在碰撞时有效地吸收碰撞能量、能够显著降低被碰撞船的船腹的损坏的球鼻型船首用的厚钢板及其制造方法。解本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2009.11.20 JP 2009-2651181.一种船体用厚钢板，其特征在于，具有如下化学成分以质量％计，含有C:超过0.03 且为0. 10%以下、P 彡0. 05%、S 彡0. 05%、Al :0. 002 0. 1 %，剩余部分包含铁以及不可避免的杂质，且具有如下显微组织包含铁素体，并包含珠光体、贝氏体中的1种以上，所述显微组织中的未加工的铁素体的面积率为85%以上，所述未加工的铁素体的平均结晶粒径为5 40μπι，所述铁素体的晶粒内的渗碳体粒子以个数密度计为50000个/mm2以下，屈服强度为 235MPa以上，抗拉强度为460MPa以下，均勻伸长率为15%以上，0°C下的夏比平均吸收能量为100J以上。2.根据权利要求1所述的船体用厚钢板，其特征在于，以质量％计，含有Si0. 03 l%、Mn :0. 1 1. 5%, Cu :0. 02 0. 5%, Ni :0. 02 0. 5%, Cr :0. 02 0. 5%,Mo :0. 002 以上且低于 0. 2 %、Nb :0. 002 0. 02 %、V :0. 002 0. 04 %、Ti :0. 002 0. 04 %、B 0. 0002 0. 002%, N 0. 0005 0. 008%, Ca :0. 0003 0. 005%,Mg :0. 0003 0. 005%, REM :0. 0003 0. 005%之中的1种以上作为所述化学成分，并且碳当量Ceq为0. 30%以下， 其中，Ceq = [C]+[Si]/24+[Mn]/6+([Cu]+[N...

【专利技术属性】
技术研发人员：中岛清孝，星野学，小田直树，益田晋宇，
申请(专利权)人：新日本制铁株式会社，
类型：发明
国别省市：