[发明专利]焊接性优异的高张力钢板

说明书

技术领域

本发明涉及桥梁、高层建筑物和造船等的焊接结构物所适用的高张力钢板，特别是涉及从低热能输入焊接后至高热能输入焊接后的热影响部(以下称为“HAZ”)的韧性优异的高张力钢板。

背景技术

近年来，随着上述各种焊接结构物的大型化，板厚50mm以上的厚钢板的焊接不可避免。因此，在这一领域的状况是，从改善焊接施工效率的观点出发，指向25kJ/mm以上的高热能输入焊接。

然而，若进行高热能输入焊接，则HAZ会被加热到高温的奥氏体区域之后而徐冷，因此HAZ部(尤其是HAZ部的熔合部附近)的组织粗大化，存在该部分的韧性容易劣化的问题。确保这一HAZ部的韧性(以下称为“HAZ韧性”)良好成为长年的课题。

用于防止高热能输入焊接时的HAZ韧性劣化的技术，至今为止也提出有多种多样。作为改善HAZ韧性的技术，已知有效的是使钢材中分散含Ti氮化物。作为这一技术，例如专利文献1所示，提出在强度超过590MPa级的贝氏体钢中，通过实现合金元素的适当化，并且通过含Ti氮化物的控制，从而确保良好的HAZ韧性。

本发明者们率先在专利文献2中提出一种即使在焊接时受到高温的热影响时，HAZ韧性也不会劣化的钢材。在该技术中，是通过在钢格中大量添加N，且适当控制Ti和N的添加平衡，使焊接后仍未固溶而存在的TiN的量增加，从而改善HAZ韧性。

另一方面，高张力钢板并不限于上述这样的高热能输入焊接，对其也可进行输入热能为2kJ/mm左右的低热能输入的焊接，这种低热能输入焊接中，会发生HAZ的强度过多，发生焊接裂纹，有HAZ韧性劣化的倾向。针对这一问题，已知能够通过降低据各合金元素的含量而求得的Ceq值和Pcm值来加以改善(例如专利文献3)。

本发明者们提出有一种技术，在强度比较低的490MPa级的钢板中，通过使焊接钢中存在的TiN系夹杂物之中积极地含有Nb，并且控制Ti/Nb比，使粒径为0.01～0.25μm的夹杂物的个数每1mm²为1.0×10⁴个以上，由此确保在宽阔的输入热范围内的HAZ韧性(专利文献4)。

【专利文献1】专利第3746707号公报

【专利文献2】特开2005-200716号公报

【专利文献3】特开昭57-143430号公报

【专利文献4】特开2004-218010号公报

然而，在至今为止提出的技术中，实际情况是，在强度超过590MPa级的贝氏体钢中，横贯低热能输入焊接至高热能输入焊接的宽广的热能输入范围而稳定确保良好的HAZ韧性还没有达到。

发明内容

本发明鉴于这一状况而做，其目的在于，提供一种即使在低热能输入焊接至高热能输入焊接的宽广的热能输入范围进行焊接，也能够稳定地确保良好的HAZ韧性的焊接性优异的超过590MPa级的贝氏体高张力钢板。

能够解决上述课题的所谓本发明的高张力钢板，具有如下几点要旨：其分别含有C：0.01～0.08％(“质量％”的意思。下同)、Si：0.30％以下(含0％)、Mn：0.5～2.0％、Al：0.01～0.05％、Cr：0.5～2.0％、Nb：0.005～0.050％、Ti：0.010～0.040％、B：0.0010～0.0050％、N：0.0020～0.0100％、Ca：0.0050％以下(不含0％)，余量含铁和不可避免的杂质，由下式(1)规定的BP值处于120～300(质量％)的范围，并且由下式(2)规定的Pcm值为0.20(质量％)以下，且以当量圆直径计，0.05μm以下的含Ti氮化物每1mm²存在5.0×10⁶个以上，其中以当量圆直径计0.01～0.03μm的含Ti氮化物个数相对于全部含Ti氮化物个数占75％以上。

BP值＝414[C]+78[Si]+31[Mn]+79[Cr]-14[Cu]-26[Ni]+2280[Nb]+218[Mo]…(1)

Pcm值＝[C]+[Si]/30+[Mn]/20+[Cu]/20+[Ni]/60+[Cr]/20+[Mo]/15+[V]/10+5[B]     …(2)

其中，[C]、[Si]、[Mn]、[Cr]、[Cu]、[Ni]、[Nb]、[Mo]、[V]和[B]分别表示C、Si、Mn、Cr、Cu、Ni、Nb、Mo、V和B的含量(质量％)。