[发明专利]一种厚钢板

说明书

技术领域

本发明涉及一种厚钢板。详细而言，涉及主要作为船舶、建筑物、桥梁、建筑机械等的结构用材料使用、抗拉强度为490MPa以上且不足650MPa的疲劳特性优异的厚钢板。

背景技术

在船舶、建筑物、桥梁和建筑机械等的大型结构物中，结构物的大型化得到推进，另一方面，从破损发生时损害大小出发，对于其结构构件要求更高的可靠性。大型结构物的破损原因，以往已知其大多是疲劳破坏，并开发出各种各样的耐疲劳破坏技术，但目前由于疲劳破坏而导致破损的事例仍然不少。

一般而言，在大型结构物容易发生疲劳损伤的部位，变更为不易产生应力集中的形状，或者通过在使用高强度钢板等方面下功夫来防止疲劳破坏。然而，在此种结构中，由于工数的追加或更高价的钢板的使用而招致制造成本的上升。因此，需要提高钢板本身的疲劳特性本身的技术。通常钢板的疲劳强度、尤其疲劳限度已知与抗拉强度成比例，因此疲劳限度除以抗拉强度得到的疲劳限度比高的钢板可以说是疲劳特性优异的钢板。

迄今为止，对疲劳特性的提高进行了大量的研究，例如在非专利文献1中显示出对疲劳强度赋予的各种影响因子的效果，利用固溶强化、析出强化、晶粒微细化及第2相强化来提高疲劳特性，但是在位错强化中伴随可动位错的增加，因此不易得到疲劳特性的提高。疲劳破坏的过程可以分为(1)直至反复施加载荷直至产生龟裂的过程和(2)产生的龟裂进展直至断裂为止的过程。在先前所示的疲劳特性的提高因素之中，认为上述(1)的过程中有效的是抑制位错的蓄积，认为固溶强化、析出强化、晶粒微细化等较为有效。另一方面，在上述(2)的过程中，有效的是妨碍龟裂的进展，因此认为晶粒微细化、第2相强化较为有效。

在专利文献1中提出以下内容：通过制成微细的铁素体和硬质马氏体的2相组织、并将其硬度差以维氏硬度计规定为150以上，从而抑制龟裂进展速度，提高龟裂发生后的疲劳寿命。

在专利文献2中提出了以下技术：通过使钢组织为微细的铁素体与贝氏体的混合组织，从而使龟裂进展速度降低。通过使用该技术，从而即便在疲劳破坏中也能够期待龟裂发生后的疲劳寿命的提高，但是对于直至发生龟裂为止的疲劳特性并无任何考虑。

在专利文献3中提出通过使铁素体组织中析出碳化物来提高疲劳强度。然而，并无有关龟裂发生后的疲劳特性的记载。另外，专利文献3由于以薄钢板作为对象，因此无需任何有关满足韧性等大型结构物所需其他特性的顾虑。

现有技术文献

非专利文献

非专利文献1:阿部等，“铁与钢”第70年(1984)第10号1459－1466页

专利文献

专利文献1：日本特开平10－60575号公报

专利文献2：日本特开2011－195944号公报

专利文献3：日本特开2009－84643号公报

发明内容

发明要解决的课题

本发明鉴于如上所述的情况而完成的发明，其主要目的在于提供疲劳特性优异的厚钢板。

本发明的另一目的在于通过以下的详细说明的记述来明确。

用于解决课题的手段

可以解决上述课题的本发明的厚钢板，其特征在于，所述所述厚钢板分别含有C：0.02～0.10质量％、Mn：1.0～2.0质量％、Nb：超过0质量％且0.05质量％以下、Ti：超过0质量％且0.05质量％以下、Al：0.01～0.06质量％，并且含有选自Si：0.1～0.6质量％及Cu：0.1～0.6质量％中的1种以上，包含共计为0.3质量％以上的Si和Cu，余量为铁及不可避免的杂质，

在表层的金属组织包含以分率计为80面积％以上的铁素体及上部贝氏体中的至少一者，

上述铁素体及上部贝氏体中的至少一者的晶粒的有效晶粒直径为10.0μm以下，

在所述表层的金属组织中除铁素体及上部贝氏体外的剩余组织的晶粒的平均圆当量直径为3.0μm以下，

利用X射线衍射进行测定时的位错密度ρ的值为2.5×10¹⁵m^－1以下。

予以说明，上述“平均圆当量直径”是指将组织换算为同一面积的圆时的直径、即“圆当量直径”的平均值。

上述剩余组织中的岛状马氏体的比例优选以分率计为5面积％以下。

在本发明的厚钢板中，化学成分组成优选满足下述(a)～(c)中的至少任一要件，根据所含有的元素的种类，进一步改善厚钢板的特性。