專利名稱：：Haz韌性和母材韌性優(yōu)異的厚鋼板的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及適用于例如船舶和海洋結(jié)構(gòu)物等的焊接結(jié)構(gòu)物的厚鋼板。優(yōu)選涉及即使以從低熱能輸入焊接到超高熱能輸入焊接的寬廣的熱能輸入進(jìn)行焊接，焊接后的熱影響部(HeatAffectedZone:HAZ)的韌性優(yōu)異，并且母材韌性也優(yōu)異的厚鋼板。
背景技術(shù)：
：近年來，例如集裝箱船等的大型化推進(jìn)，而使用板厚為60mm以上的厚鋼板。為了高效地焊接這種厚鋼板，要求不僅低熱能輸入焊接時(shí)，而且即使進(jìn)行輸入熱能在50KJ/mm以上的超高熱能輸入焊接HAZ韌性也優(yōu)異。但是在進(jìn)行超高能熱輸入焊接時(shí)，由于HAZ被加熱到高溫的奧氏體區(qū)域后徐冷，從而存在其組織粗大化，HAZ韌性顯著劣化的問題，因此歷來被迫限制焊接輸入熱能。為了達(dá)到在如此超高熱能輸入焊接時(shí)良好的HAZ韌性，例如專利文獻(xiàn)1在低C化，低P化之外調(diào)節(jié)Nb和B的添加平衡。另外在專利文獻(xiàn)2中，在焊接用鋼中存在的TiN系夾雜物中積極地含有Nb，抑制粗大鐵素體的生成。但是在這些專利文獻(xiàn)12中，TiN不充足或TiN充足時(shí)，其TiN粗大化，還有進(jìn)一步改善HAZ韌性的余地。另外也沒考慮母材韌性。專利文獻(xiàn)3為如果在鋼材中比較大量地添加N，并且適當(dāng)?shù)乜刂芓i和B的添加平衡，就能夠改善高熱能輸入焊接時(shí)的HAZ韌性。但是在專利文獻(xiàn)3中，TiN和BN的析出量不充分，或不微細(xì)，或者由于Nb不充分淬火性降低，鐵素體變得粗大，所以HAZ韌性有進(jìn)一步改善的余地。另外也沒考慮母材韌性。特開2003-166033號公報(bào)[專利文獻(xiàn)2]特開2004-218010號公報(bào)[專利文獻(xiàn)3]特開2005-200716號公報(bào)
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于提供一種厚鋼板，該厚鋼板在低熱能輸入焊接及超高熱能輸入焊接中均顯示優(yōu)異的HAZ韌性，并且母材韌性也優(yōu)異。解決所述課題得到的本發(fā)明的HAZ韌性和母材韌性優(yōu)異的厚鋼板具有如下要點(diǎn)，含有C:0.0300.10%(質(zhì)量％的意思，以下相同)、Si:1.0%以下(不含0%)、Mn:0.82.0%、P:0,03%以下(不含0%)、S:0.01%以下(不含0%)、Al:0.010.10%、Nb:0.0050.035%、Ti:0.0150.03%、B:0.00100.0035%、和N:0.00500.01%，還含有Cu:2.0%以下(含0%)、Ni:2.0%以下(含0%)、Cr:1%以下(含0%)、Mo:0.5%以下(含0%)、和V:0.1以下(含0%)。余量由Fe和不可避免的雜質(zhì)構(gòu)成，舊奧氏體晶粒的平均當(dāng)量圓直徑為120um以下，島狀馬氏體(Martensite-Austeniteconsitit腦t(MA))的面積百分率為3%以下，并且島狀馬氏體(MA)的長寬比(長徑/短徑)的個(gè)數(shù)平均值為3以下，而且，滿足下述式(1)和(2)。1.5《[Ti]/[N]《4…(1)40《X值《160…(2)X值=500[C]+32[Si]+8[Mn]-9[Nb]+14[Cu]+17[Ni]-5[Cr]-25[Mo]-34[V](式中[Ti]、[N]、[C]、[Si]、[Mn]、[Nb]、[Cu]、[Ni]、[Cr]、[Mo]、[V]表示鋼板中的各元素的含量(質(zhì)量％))本發(fā)明的厚鋼板的S域的溫度范圍為例如4(TC以下。在本發(fā)明的厚鋼板中，在深度t/4的位置(t二板厚)中，Ti系碳氮化物的平均粒徑優(yōu)選為40nm以下。本發(fā)明的厚鋼板還含有Ca:0.005%以下(不包含0%)、Mg:0.005以下(不包含0%)、及REM:0.01%以下(不包含0%)、Zr:0.1%以下(不包含0%)、Hf:0.05%以下(不包含0%)、Co:2.5%以下(不包含0%)、W:2.5%以下(不包含0%)等。另外，在本說明書中，"碳氮化物"以含有碳化物、氮化物的含義使用。根據(jù)本發(fā)明不僅各自單獨(dú)控制各元素的量，還從X值、Ti/N比等的觀點(diǎn)出發(fā)控制各元素的量的相互關(guān)系，而且由于控制舊奧氏體(Y)粒和島狀馬氏體(MA)的大小、形態(tài)，因此能夠得到在低熱能輸入焊接和超高熱能輸入焊接中均顯示出優(yōu)異的HAZ韌性，并且母材韌性也優(yōu)異的厚鋼板。圖1是表示HAZ韌性測定用的試驗(yàn)片的采取位置的概略圖。圖2是基于實(shí)驗(yàn)No.136的結(jié)果整理出的X值和Ti系碳氮化合物的平均粒徑的關(guān)系的曲線圖。圖3是基于實(shí)驗(yàn)No.136的結(jié)果，整理出的X值和輸入熱能15kJ/mm時(shí)的HAZ韌性(vE-4Q)的關(guān)系的曲線圖。圖4是基于實(shí)驗(yàn)No.l36的結(jié)果，整理出的X值和輸入熱能50kJ/mm時(shí)的HAZ韌性(VE-4。)的關(guān)系的曲線圖。具體實(shí)施例方式在本發(fā)明的厚鋼板中，為了改善HAZ韌性而控制(A)X值和(B)Ti/N比，另外為了降低延展性、脆性轉(zhuǎn)變溫度(斷面率轉(zhuǎn)變溫度(vTrs)。以下簡稱為轉(zhuǎn)變溫度)而改善母材韌性，控制(C)舊奧氏體晶粒和島狀馬氏體組織(MA)的大小和形狀。以下，順序地說明。(A)X值X值是涉及S域的溫度范圍的函數(shù)。嘗試HAZ韌性的改善，說明達(dá)到該X值的原委。首先本發(fā)明者們通過微細(xì)化Ti系碳氮化物，嘗試即使在超高熱能輸入焊接時(shí)也達(dá)到良好的HAZ韌性。認(rèn)為現(xiàn)有的Ti系碳氮化物的分散狀態(tài)，如果熔鋼凝固時(shí)的冷卻速度是一定的，則僅通過Ti、N的添加平衡而決定。但是，本發(fā)明者們專心研究的結(jié)果認(rèn)識(shí)到，通過縮小鋼的相圖中表示的S域的溫度范圍，即使Ti、N的添加量相同，也能使Ti系碳氮化物微細(xì)分散。所述"s域"意思是鋼的相圖中含有S鐵的區(qū)域。該"含有S鐵區(qū)域"為包含6鐵和其他狀態(tài)含有區(qū)域，不只包含s鐵的區(qū)域也包含5+y的2相區(qū)域等。而且"S域的溫度范圍"是指包含S鐵的溫度范圍(S域的上限溫度和下限溫度之差)。在特定組成的鋼中，例如在只是s鐵的溫度范圍和S+Y鐵的溫度范圍時(shí)，這些溫度范圍的合計(jì)為S域的溫度范圍。該5域的溫度范圍能夠通過向綜合熱力學(xué)計(jì)算軟件(Thermo-calc，可以從crc綜合研究所購買)中輸入鋼板的化學(xué)成分組成而進(jìn)行計(jì)算。在該S鐵中Ti的擴(kuò)散速度迅速。S域的溫度范圍越寬廣，S鐵存在的時(shí)間就越變長，Ti的擴(kuò)散進(jìn)展，因此認(rèn)為粗大的Ti系碳氮化物容易形成。因此，通過調(diào)整化學(xué)成分組成縮小5域的溫度范圍，使Ti系碳氮化物微細(xì)化。以特定成分為基準(zhǔn)，同時(shí)變更一種化學(xué)成份量，并且反復(fù)進(jìn)行Thermo-calc的計(jì)算，由此調(diào)查了各化學(xué)成分對5域的溫度范圍的影響?；谠撚?jì)算，會(huì)有和S域的溫度范圍的相關(guān)關(guān)系，而決定作為化學(xué)成分組成的函數(shù)而表示的X值(下述式(3)):X值=500[C]+32[Si]+8[Mn]-9[Nb]+14[Cu]+17[Ni]-5[Cr]-25[Mo]-34[V]…(3)(式中[C]、[Si]、[Mn]、[Nb]、[Cu]、[Ni]、[Cr]、[Mo]、[V]表示鋼板中的各元素的含量(質(zhì)量％)決定X值的所述式(3)中的系數(shù)對應(yīng)于從特定成分的鋼中，使各化學(xué)成分變化時(shí)的s域的溫度范圍的減少量。具體地說，例如[c]的系數(shù)的"500"意思是使C含量增大0.01呢時(shí)，通過Thermo-calc的計(jì)算S域的溫度范圍約減少5'C。而且X值和S域的溫度范圍為大致反比例關(guān)系(如果X值增大，S域的溫度范圍就減少的關(guān)系)。而且制造具有各種X值的鋼板調(diào)查這些特性時(shí)，判明了通過增大X值(通過使S域的溫度范圍狹窄)Ti系碳氮化物微細(xì)化，并且低熱能輸入焊接及超高熱能輸入焊接中HAZ韌性均提高。因此本發(fā)明的厚鋼板，X值的值滿足如下所述式(2)。再者，X值的意思是如上所述的解釋，最重要的是X值和諸特性之間的相關(guān)關(guān)系的點(diǎn)，在本發(fā)明中含有不論如何解釋滿足X值的鋼板。<formula>formulaseeoriginaldocumentpage7</formula>…(2)X值的范圍為40以上，優(yōu)選為45以上，更優(yōu)選為50以上，X值越變大Ti系碳氮化物越微細(xì)化，HAZ韌性越變得良好，但是X值變大時(shí)，島狀馬氏體組織(Martensite-Austeniteconsitit腦t(MA))增大，因此X值為160以下，優(yōu)選為100以下，更優(yōu)選為75以下。(B)Ti/N比另外，在本發(fā)明的厚鋼板中，通過取得Ti量和N量的平衡，改善HAZ韌性。具體為滿足下所述式(1)。1.5《[Ti]/[N]《4…(1)(式中[Ti]、[N]表示鋼板中的各元素的含量(質(zhì)量％))/[N]超過4時(shí)Ti系碳氮化物變得粗大，HAZ韌性降低。優(yōu)選[Ti]/[N]為3.5以下。另外相反[Ti]/[N]低于1.5時(shí)，由于過量N的影響，HAZ韌性降低。優(yōu)選[Ti]/[N]為2.0以上，更優(yōu)選為2.5以上。從韌性的觀點(diǎn)出發(fā)，本發(fā)明的厚鋼板中的Ti系碳氮化物優(yōu)選為微細(xì)。本發(fā)明的厚鋼板中的Ti系碳氮化物為例如40nm以下，優(yōu)選為30mn以下。另外，本發(fā)明中的Ti系碳氮化物的平均粒徑的值為如下測定的值。首先，用透過型電子顯微鏡(TEM)，以觀察倍率6萬倍以上(后述的實(shí)施例中6萬倍)，觀察視野2.0X2.0Mm以上(后述的實(shí)施例中2.0X2.0Mm)，觀察位置5位置以上的條件，觀察作為代表鋼板的熱過程的部分深度t/4的位置。而且，測定其視野中的各碳氮化物的面積，從該面積計(jì)算出各碳氮化物的當(dāng)量圓直徑。對該各碳氮化物的當(dāng)量圓直徑進(jìn)行算術(shù)平均(相加平均)而得到的值，作為本發(fā)明中的Ti系碳氮化物的平均粒徑。另外，作為是否是Ti系碳氮化物的判別，通過成為各碳氮化物粒子的主體的成分決定。即所謂Ti系碳氮化物為將除去碳和氮的殘存的元素的合計(jì)質(zhì)量定為100%時(shí)，Ti的比例為50質(zhì)量％以上。元素的量能夠通過能量分散型X線檢測器(EDX)決定。還有，由于不能測定很微細(xì)的碳氮化物，因此本發(fā)明中的碳氮化物限定為單量圓直徑為5nm以上。(C)舊奧氏體晶粒和島狀馬氏體組織(MA)還有本發(fā)明的厚鋼板中也控制組織，具體為舊奧氏體晶粒的平均當(dāng)量圓直徑為120um以下，島狀馬氏體(MA)的面積百分率為3%以下，并且島狀馬氏體(MA)的長寬比(長徑/短徑)的個(gè)數(shù)平均值為3以下。通過控制組織能降低轉(zhuǎn)化溫度(vTrs)。還有，本發(fā)明的厚鋼板的組織為以貝氏體為主體的組織，或以鐵素體和貝氏體為主體的組織。所謂主體是指以面積率計(jì)為70%以上，在余量組織中在所述島狀馬氏體(MA)以外，含有珠光體、馬氏體、殘留奧氏體、滲碳體等中的一種或兩種以上。另外，公知有通過微細(xì)化舊奧氏體晶粒改善母材韌性。為了微細(xì)化舊奧氏體晶粒一般進(jìn)行低溫軋制。但是，在低溫軋制時(shí)，生成相變后伸長的(長寬比大的)島狀馬氏體(MA)。島狀馬氏體(MA)的長寬比大，則施加沖擊應(yīng)力集中在前端部分，韌性劣化。另一方面，為了減小島狀馬氏體(MA)的長寬比，考慮有在高溫進(jìn)行軋制。但是高溫軋制時(shí)，本次為舊奧氏體晶粒粗大化，母材韌性劣化。因此，至今難以使舊奧氏體晶粒的微細(xì)化和島狀馬氏體(MA)的球狀化兼具。在本發(fā)明中，由于采用了后述的特定的熱軋方法，從而能夠兼具舊奧氏體晶粒的微細(xì)化和島狀馬氏體(MA)的球狀化。舊奧氏體晶粒的平均當(dāng)量直徑為優(yōu)選110ixm以下，更優(yōu)選為100ym以下，還有不必設(shè)定當(dāng)量圓直徑的下限，但優(yōu)選在能夠容易的達(dá)到的范圍，例如30um以上，也優(yōu)選為60um以上。另外舊奧氏體晶粒的平均當(dāng)量圓直徑的測定法如以下所述。沿軋制方向切斷鋼板，用硝酸乙醇腐蝕液腐蝕該切斷面的t/4(t板厚)位置后，拍攝(n數(shù)=10)光學(xué)顯微鏡照片(觀察倍率100倍；觀察視野600X800um)。用圖像解析裝置(MediaCybernetics制，Image-ProPlus)處理拍攝的照片求出平均當(dāng)量圓直徑(ym)。另外島狀馬氏體(MA)的面積百分率優(yōu)選為2.8%以下，更優(yōu)選為2.5%以下，最優(yōu)時(shí)也可能為2.0%以下(特別是1.5%以下)。不必設(shè)定面積百分率的下限，但優(yōu)選能夠容易達(dá)到的范圍，例如0以上，也有選為0.5以上。島狀馬氏體(MA)的長寬比優(yōu)選為2.9%以下，最優(yōu)時(shí)也可能為2.5以下(特別是2.0以下)。長寬比的下限不必設(shè)定，但優(yōu)選能夠容易達(dá)到的范圍，例如1以上，也優(yōu)選為1.5以上。島狀馬氏體(MA)的面積百分率和長寬比(個(gè)數(shù)平均值)的測定法如下所述。用硝酸乙醇腐蝕液腐蝕鋼板的t/4(t二板厚)位置后，拍攝(n數(shù)=10)光學(xué)顯微鏡照片(觀察倍率100倍；觀察視野600X800um)。用圖像解析裝置(MediaCybernetics制，Image-ProPlus)處理拍攝的照片，求出面積百分率和長寬比(個(gè)數(shù)平均值)。如上所述，在本發(fā)明中，通過控制(A)X值、(B)Ti/N比、(C)舊奧氏體晶粒和島狀馬氏體組織(MA)等，改善HAZ韌性，降低轉(zhuǎn)變溫度(vTrs)。但是為了使這些效果有效地發(fā)揮，鋼板的成分組成也是重要的。本發(fā)明的鋼板的成分組成及其限定理由描述如下。[C:O.0300.10%]C為用于確保鋼板的強(qiáng)度的必要的元素，另外還是用于使鋼的相圖中的S域的溫度范圍縮小的有效的元素。(]量低于0.030%時(shí)不能確保強(qiáng)度。另一方面，C量超過0.10%則硬質(zhì)的第二相組織(MA)過多，母材韌性、轉(zhuǎn)變溫度(vTrs)和HAZ韌性劣化。因此將C量定為0.0300.10%。C量的優(yōu)選下限為0.04%以上，更優(yōu)選為0.05%以上。另外C量的優(yōu)選上限為0.09%以下，更優(yōu)選為0.07%以下Si為確保鋼板強(qiáng)度的有效的元素，所以優(yōu)選為添加0.01%以上。但是過量的添加Si，則MA組織生成多，母材韌性和HAZ韌性降低，因此其上限需要為1.0%。Si量的優(yōu)選下限為0.05%以上，更優(yōu)選為0.1%以上。Si的優(yōu)選上限為0.8%以下，更優(yōu)選為0.5%以下。Mn為使淬火性提高，確保鋼板的強(qiáng)度的有效的元素。Mn量低于O，8%時(shí)不能充分發(fā)揮強(qiáng)度保護(hù)的作用。另一方面，Mn量超過2.0%則母材韌性和HAZ韌性降低。所以Mn量定為0.82.0%。Mn量優(yōu)選下限為1.0%以上，更優(yōu)選為1.2%以上。另一方面，Mn量的優(yōu)選上限為1.8%以下，更優(yōu)選為1.6以下。作為雜質(zhì)元素的P由于對母材韌性和HAZ韌性有不良影響，其量越少越好。因而P量為0.03%以下，優(yōu)選為0.02%。但是在工業(yè)中鋼中的P量很難為0%。S為生成MnS使延展性降低的元素，特別是在高張力鋼中不良影響加大，因此其量越少越好。因此S量為0.0P/。以下，優(yōu)選為0.005%以下。但是在工業(yè)中鋼中的S量很難為0%。Al為具有通過脫氧和微觀組織的微細(xì)化使母材韌性提高的效果的元素。為了充分發(fā)揮這樣的效果，添加A1為0.0爲(wèi)以上，但是由于過量地添加Al則母材韌性和HAZ韌性反而降低，所以O(shè).10%作為上限，Al量的優(yōu)選下限為0.02%以上。另一方面，其優(yōu)選上限為0.06%以下，更優(yōu)選為0.04%以下。Nb為使母材的淬火性提高從而提高鋼板的強(qiáng)度的元素。為了充分發(fā)揮這樣的效果，恥量需要為0.005%以上。但是由于過量的添加Nb則母材韌性和HAZ韌性降低，所以將其上限定為0.035%。Nb量優(yōu)選為0.010%以上，優(yōu)選為0.025。/。以下，更優(yōu)選為0.020%以下。Ti和N形成微細(xì)化的氮化物，通過抑制焊接時(shí)的HAZ的奧氏體粒的粗大化(通過所謂釘扎效果)，使HAZ韌性提高的有效的元素。為了充分發(fā)揮這樣的效果，添加0.015W以上的Ti。但是由于Ti過量則HAZ韌性反而劣化，因此將Ti量的上限定為0.039LTi量優(yōu)選為0.017%以上(特別是0.020%以上)，0.025%以下。B在超高能熱輸入焊接時(shí)，在HAZ，特別是在焊縫部附近，使以BN為核生成的晶內(nèi)鐵素體生成，并且具有固溶N的固定作用，為HAZ韌性改善的重要的元素。本發(fā)明中為了充分發(fā)揮其效果，含有B為0.001096以上，比通常的厚鋼板中的含量多。但是由于B過量則在超高熱能輸入焊接時(shí)形成粗大的貝氏體組織，HAZ的韌性反而劣化。因此，將B量的上限定為0.0035%。B量優(yōu)選為0.0015%以上(特別是0.0020%以上)，0.0030%以下(特別是O.0025%以下)。[N:0.00500.01%]N與Ti結(jié)合形成微細(xì)的氮化物，抑制超高熱能輸入焊接時(shí)奧氏體粒的粗大化，為具有使HAZ韌性提高效果的元素。由于N含量過少則所述效果不能充分發(fā)揮，將其下限定為0.0050%以上。另一方面，由于N過量則對母材韌性和HAZ韌性有不良影響，因此將其上限定為0.01%。N量的優(yōu)選下限為0.006%以上，更優(yōu)選為0.007%以上。另外N量的優(yōu)選上限為0.009%以下，更優(yōu)選為0.008以下。本發(fā)明的厚鋼板，含有作為必要成分的所述各成分，根據(jù)必要也可以含有追加的成分。例如本發(fā)明的厚鋼板在下述的表示范圍中還含有Cu、Ni、Cr、Mo、V等的第l追加成分。因?yàn)槭侨我獬煞郑詫⑾孪拗翟O(shè)定為0%，但在積極添加時(shí)下限值超過0%。另外，這些Cu、Ni、Cr、Mo、V等也可單獨(dú)添加，也可組合2種以上而添加。Cu為提高淬火性有助于強(qiáng)度提高的元素，能夠根據(jù)必要而添加。另外考慮到具有和C同樣使S域溫度范圍縮小，使Ti系氮化物微細(xì)化的效果。為了充分發(fā)揮這樣的效果，Cu量被推薦優(yōu)選為O.1%以上，更優(yōu)選為0.2%以上。但是Cu過量則母材韌性和HAZ韌性有降低的傾向，所以將其上限定為2.0%。Cu量優(yōu)選為1.0%以下更優(yōu)選為0.5%以下。Ni和Cu—樣也為提高淬火性有助于強(qiáng)度提高，使S域溫度范圍縮小的有效的元素，能夠根據(jù)必要而添加。為了充分發(fā)揮這樣的效果。Ni量被推薦優(yōu)選為0.2%以上，更優(yōu)選為0.3%以上。但是Ni過量則母材韌性和HAZ韌性有降低的傾向，所以將其上限定為2.0%。Ni量優(yōu)選為1.0%以下，更優(yōu)選為0.5%以下。Cr也和Cu—樣為提高淬火性有助于強(qiáng)度提高的元素，能夠根據(jù)必要而添加。為了充分發(fā)揮這樣的效果。Cr量被推薦優(yōu)選為0.2%以上，更優(yōu)選為0.4%以上。但是Cr過量則母材韌性和HAZ韌性降低，所以將其上限定為1%。Cr量優(yōu)選上限為0.8%。Mo除了提高淬火性使強(qiáng)度提高的元素，還是用于防止回火脆性的有效的元素，能夠根據(jù)必要而添加。為了充分發(fā)揮這樣的效果。Mo量被推薦優(yōu)選為0.05%以上，更優(yōu)選為0.10%以上。但是Mo過量則母材韌性和HAZ韌性劣化，所以將其上限定為0.5%。Mo量優(yōu)選為0.3。/。以下。[V:0.1%以下(包含0%)]V通過少量的添加具有提高淬火性和回火軟化抵抗的效果的元素，能夠根據(jù)必要而添加。為了充分發(fā)揮這樣的效果。V量被推薦優(yōu)選為0.01%以上，更優(yōu)選為0.02%以上。但是V過量則母材韌性和HAZ韌性劣化，所以將其上限定為0.1%。V量優(yōu)選為0.05%以下。在本發(fā)明的厚鋼板中，根據(jù)需要還可以含有第2追加的成分。添加第2的追加成分時(shí)，這些的組合及添加量如下。(A)從Ca:0.005%以下(不包含0%)、Mg:0.005%以下(不包含0%)、及REM:0.01%以下(不包含0%)中選擇的至少l種；(B)Zr:0.1%以下(不包含0%)和/或Hf:0.05%以下(不包含0%);(C)Co:2.5%以下(不包含0%)禾卩/或W:2.5%以下(不包含0%)。另外所述(A)、(B)、(C)也可以實(shí)施任何一種，也可以實(shí)施兩種以上的組合。以下詳細(xì)的說明(A)、(B)、(C)。(A)從Ca:0.005%以下、Mg:0.005以下、及REM:0.01%以下中選擇至少一種Ca、Mg、和REM(稀土類元素)為具有使HAZ韌性提高的效果的元素。具體為Ca和REM具有MnS的球狀化效果，換言之為通過抑制夾雜物的形態(tài)，降低各向異性的作用，使HAZ韌性提高。另一方面，Mg形成MgO，通過抑制HAZ的奧氏體粒的粗大化使HAZ韌性提高。為了充分發(fā)揮這樣的效果，在鋼板中優(yōu)選含有Ca為0.0005%以上、Mg為0.0001%以上、REM為0.0005%以上。但是這些過量則反而使母材韌性和HAZ韌性下降，因此將它們定為Ca為0.005%以下、Mg為0.00596以下、REM為0.01呢以下。優(yōu)選為Ca為O.003%以下、Mg為0.0035%以下、REM為0.007%以下。(B)Zr:0.196以下和/或Hf:0.05%以下Zr和Hf同Ti一樣形成氮化物，抑制焊接時(shí)的HAZ的奧氏體粒的粗大化，因此為HAZ韌性改善的有效的元素。為了充分發(fā)揮這樣的效果，推薦Zr量優(yōu)選為0.0005%以上，Hf量優(yōu)選為0.001%以上。但是這些過量則反而使母材韌性和HAZ韌性下降，因此含有這些時(shí)，將Zr量的上限定為0.1%，將Hf量的上限定為0.05%。(C)Co:2.5W以下和/或W:2.5%以下Co和W為具有使淬火性提高，提高鋼板的強(qiáng)度的效果的元素。為了充分發(fā)揮這樣的效果，優(yōu)選含有這些中的一個(gè)或兩個(gè)分別為0.1%以上。但是這些過量則母材韌性和HAZ韌性劣化，將這些量的上限分別定為2.5%。本發(fā)明的厚鋼板中，余量也可為Fe和不可避免的雜質(zhì)。本發(fā)明的厚鋼板為滿足概要、上述化學(xué)成分量、[Ti]/[N]和X值的必要條件的鋼，通過通常的熔煉法熔煉這種鋼，使該熔鋼冷卻形成板坯，在通常的條件下加熱后，用下述規(guī)定的方法進(jìn)行熱軋，軋制后再進(jìn)行加速冷卻而制造的。另外冷卻后的鋼板，根據(jù)需要進(jìn)行回火。首先詳細(xì)描述熔鋼的冷卻，本發(fā)明的厚鋼板控制X值使S域的溫度范圍狹窄，因此在通常的條件下冷卻(例如以0.12.(TC/秒的冷卻速度從150(TC冷卻到110(TC)熔鋼而形成板坯，能夠使Ti系碳氮化物足夠小。但是，為了形成更微細(xì)的碳氮化物，優(yōu)選變更鑄造機(jī)的冷卻水量和冷卻方法，使凝固時(shí)的冷卻速度提高。而且，在本發(fā)明的厚鋼板的制造工序中，最重要的為熱軋條件和隨后的冷卻條件。在本發(fā)明的熱軋中，溫度為850800°。的壓下率為40%以上(例如4080%左右)，并且將850800。C的各軋道間時(shí)間控制在510秒。另外，如果進(jìn)行溫度為85080(TC的實(shí)際的軋制，能夠降低溫度低于80(TC的軋制負(fù)荷(例如壓下率能夠低于5%)，能夠防止島狀馬氏體(MA)的伸長。另外在850800。C進(jìn)行實(shí)際的軋制時(shí)，一般情況下舊奧氏體晶粒粗大化，但在本發(fā)明中，因?yàn)榭刂聘鬈埖篱g時(shí)間，從而能夠使舊奧氏體晶粒微細(xì)化。軋道間時(shí)間過長過短，舊奧氏體晶粒均粗大化。還有，所謂軋道間時(shí)間為前軋道的行進(jìn)方向的后端的軋制時(shí)間和本次軋道的進(jìn)行方向后端的軋制時(shí)間的時(shí)間差。另外，在所述制造工序中，溫度超過85(TC時(shí)的壓下率沒有特別規(guī)定，例如能夠在080%程度的范圍適當(dāng)設(shè)定。熱軋后，加速冷卻。通過加速冷卻防止島狀馬氏體的粗大化，能夠?qū)⒚娣e百分率抑制在規(guī)定的范圍內(nèi)。冷卻速度能夠根據(jù)C量等適當(dāng)設(shè)定，例如推薦在軋制結(jié)束后的70050CTC的范圍，以平均速度為5'C/秒以上進(jìn)行冷卻。本發(fā)明的厚鋼板依照J(rèn)IS的厚鋼板的定義，板厚為3.0mm以上，優(yōu)選具有10kJ/ram以上的熱能輸入(特別是超高熱能輸入)的焊接所要求的厚度。10kJ/mm以上的熱能輸入(特別是超高熱能輸入)要求的板厚為例如20mm以上，優(yōu)選為40mm以上，特別為60醒以上。根據(jù)本發(fā)明，在從10kJ/mm程度的熱能輸入到超高熱能輸入的廣泛的熱量的焊接中均顯示出良好的HAZ韌性，因此即使板厚很厚也能夠進(jìn)行HAZ韌性不會(huì)降低的焊接。以下相比本發(fā)明的全部的實(shí)施例具體的說明，通過相比本發(fā)明的下述實(shí)施例沒有受到限制，在得到適合前后所述的主旨的范圍中實(shí)施適當(dāng)?shù)淖兏?dāng)然可能。這些中的任何一個(gè)也包含在本發(fā)明的技術(shù)范圍中。實(shí)驗(yàn)No.160通過通常的熔煉法熔煉表13中所示組成的鋼，冷卻(從150(TC到1100。C的冷卻速度0.12.0'C/秒)該瑢鋼，得到了板坯(板坯厚二270mm)。將該板坯加熱到IIO(TC后，以終軋溫度800°C(實(shí)驗(yàn)No.l55和5960的情況)或終軋溫度低于800°C(實(shí)驗(yàn)No.5658的情況)熱軋到厚度60mm。另外在該熱軋中，如表45所示85080(TC的范圍的各軋道間時(shí)間。還有在No.5658的例子中也在低于8(XrC的范圍熱軋，在該溫度范圍的壓下率為5%(No.56)、20%(No.57)、或30%(No.58)。熱軋結(jié)束后立刻加速冷卻到200'C以下。溫度在70050(TC間的冷卻速度如表45所示。根據(jù)鋼板的化學(xué)成分組成計(jì)算的[Ti]/[N]和X值，和根據(jù)Thermo-calc計(jì)算的S域的溫度范圍的值(在表中記錄的"S域")如表13所示。另外，關(guān)于如上所述制造的鋼板，根據(jù)所述的要領(lǐng)，調(diào)整了舊奧氏體晶粒徑、島狀馬氏體(MA)的面積百分率、和長寬比、以及Ti系碳氮化物的平均粒徑。另外，根據(jù)下述要領(lǐng)測定鋼板的抗拉強(qiáng)度、轉(zhuǎn)化溫度(vTrs)、和HAZ韌性。在表45中顯示出這些結(jié)果。在深度為t/4位置(t板厚)采取JIS4號試驗(yàn)片，通過進(jìn)行拉伸試驗(yàn)，測定抗拉強(qiáng)度。抗拉強(qiáng)度440MPa以上的為合格。[轉(zhuǎn)化溫度(vTrs)]在深度t/4的位置(1=板厚)中采取在JISZ2242中規(guī)定的V切口標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)片，變化測定溫度進(jìn)行擺錘沖擊試驗(yàn)(沖擊刃半徑2mm)，調(diào)整脆性斷面率在50%以下的溫度(vTrs)。轉(zhuǎn)化溫度(vTrs)-60。C以下的為合格。1)輸入熱能50kJ/mm時(shí)對于板厚60mm的鋼板以輸入熱能50kJ/mm進(jìn)行窄間隙立向氣電(SEGARC)焊接。從圖1所示的t/2部(t板厚)采取JISZ2242中規(guī)定的V切口標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)片(槽口位置為距焊縫0.5mmHAZ側(cè))，在-40"C進(jìn)行擺錘沖擊試驗(yàn)(沖擊刃半徑2mm)，測定吸收能量(VE-4Q)。吸收能量200J以上的為合格。2)輸入熱能15kJ/,時(shí)提高超過85(TC的壓下率，使所得到鋼板的板厚為20mm，此外，試驗(yàn)No.160同樣進(jìn)行。即85(TC以下的軋制條件和冷卻條件在實(shí)驗(yàn)No.160中相同。如此得到的板厚20mm的鋼板與所述板厚60mm的鋼板賦予相同No.進(jìn)行說明。相對于該板厚20mra的鋼板以輸入熱能15kJ/mm，進(jìn)行氣電立焊。從t/2部(t板厚)采取JISZ2242中規(guī)定的V切口標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)片(切口位置為距焊縫0.5mmHAZ側(cè))，在-40'C進(jìn)行擺錘沖擊試驗(yàn)(沖擊刃半徑2mm)，測定吸收能量(vE-犯)。吸收能量200J以上的為合格。表l<table>tableseeoriginaldocumentpage16</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage17</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage18</column></row><table>浩*被16/2m<table>tableseeoriginaldocumentpage19</column></row><table>表4<table>tableseeoriginaldocumentpage20</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage21</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage22</column></row><table>※1:輸入熱量50kJ/mm※2:輸入熱量15kJ/mm另外基于滿足本發(fā)明的成分范圍的實(shí)驗(yàn)No.136的結(jié)果，整理X值、Ti系碳氮化物的平均粒徑、輸入熱能50kjAim的HAZ韌性(vE-4Q)、輸入熱能15KJ/mm的HAZ韌性(vE-犯)的關(guān)系。在圖24中顯示結(jié)果。從圖24明確可知，通過增大X值，能夠減小Ti系碳氮化物的平均粒徑，能改善輸入熱能50kJ/腿的HAZ韌性(VE-4Q)，并且也能改善輸入熱能15kJ/mra的HAZ韌性(vE-犯)。另外，如表4的No.135所示，還能夠微細(xì)化舊奧氏體的粒徑，并且減小的島狀馬氏體(MA)使其成為圓形，由此能夠減低轉(zhuǎn)化溫度。相對于這些，實(shí)驗(yàn)No.36、51、52為X值過小的例子，HAZ韌性惡化。No.50為X值過大，由于島狀馬氏體(MA)增加過多，轉(zhuǎn)化溫度提高，并且HAZ韌性也惡化。由于No.3749成分范圍和Ti/N比不適當(dāng)，所以HAZ韌性劣化。No.5355由于熱軋后的冷卻速度緩慢，島狀馬氏體(MA)過度增加，因此轉(zhuǎn)化溫度提高，No.5658的85080(TC的壓下率小，其結(jié)果，低于80(TC的變形率變大，島狀馬氏體(MA)伸長，轉(zhuǎn)化溫度提高。No.5960由于在85080(TC之間軋制時(shí)的軋道間時(shí)間不適當(dāng)，因此舊奧氏體晶粒粗大，所以轉(zhuǎn)化溫度提高。本發(fā)明的厚鋼板的抗拉強(qiáng)度級別，例如為440MPa以上，優(yōu)選為490MPa以上，更優(yōu)選為540MPa以上，最優(yōu)選時(shí)也能夠提供590MPa以上的厚鋼板。本發(fā)明的厚鋼板能夠適用于例如船舶和海洋結(jié)構(gòu)物等的焊接結(jié)構(gòu)物，特別是抗拉強(qiáng)度優(yōu)異的高張力鋼板適用于大型集裝箱船等的制造。權(quán)利要求1、一種HAZ韌性和母材韌性優(yōu)異的厚鋼板，其特征在于，以質(zhì)量％計(jì)含有C0.030～0.10％、Si1.0％以下但不含0％、Mn0.8～2.0％、P0.03％以下但不含0％、S0.01％以下但不含0％、Al0.01～0.10％、Nb0.005～0.035％、Ti0.015～0.03％、B0.0010～0.0035％、和N0.0050～0.01％，還含有Cu2.0％以下且含0％、Ni2.0％以下且含0％、Cr1％以下且含0％、Mo0.5％以下且含0％、和V0.1以下且含0％，余量由Fe和不可避免的雜質(zhì)構(gòu)成，并且，舊奧氏體晶粒的平均當(dāng)量圓直徑為120μm以下，島狀馬氏體MA的面積百分率為3％以下，且島狀馬氏體MA的長徑與短徑的長寬比的個(gè)數(shù)平均值為3以下，而且，滿足下式(1)和(2)，1.5≤[Ti]/[N]≤4…(1)40≤X值≤160…(2)X值＝500[C]+32[Si]+8[Mn]-9[Nb]+14[Cu]+17[Ni]-5[Cr]-25[Mo]-34[V]式中[Ti]、[N]、[C]、[Si]、[Mn]、[Nb]、[Cu]、[Ni]、[Cr]、[Mo]、[V]表示鋼板中的各元素的質(zhì)量百分比含量。2、根據(jù)權(quán)利要求1所述的厚鋼板，其特征在于，S域的溫度范圍為4(TC以下。3、根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的厚鋼板，其特征在于，在深度t/4的位置，Ti系碳氮化物的平均粒徑為40nm以下，其中，t為板厚。4、根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的厚鋼板，其特征在于，以質(zhì)量%計(jì)還含有從Ca:0.005%以下但不包含0%、Mg:0.005%以下但不包含0%、及REM:0.01%以下但不包含0%中選出的至少一種。5、根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的厚鋼板，其特征在于，以質(zhì)量%計(jì)還含有Zr:0.ly。以下但不包含0。/。和/或Hf:0.05%以下但不包含0%。6、根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的厚鋼板，其特征在于，以質(zhì)量%計(jì)還含有co:2.5y。以下但不包含oy。和/或w:2.5%以下但不包含0%。全文摘要提供一種厚鋼板，該厚鋼板在低熱能輸入焊接和超高熱能輸入焊接中均顯示出優(yōu)異的HAZ韌性，并且母材韌性也優(yōu)異。該厚鋼板含有C0.030～0.10％、Si1.0％以下、Mn0.8～2.0％、P0.03％以下、S0.01％以下、Al0.01～0.10％、Nb0.005～0.035％、Ti0.015～0.03％、B0.0010～0.0035％、和N0.0050～0.01％，舊奧氏體晶粒徑為120μm以下，島狀馬氏體(MA)為3％以下，MA的長寬比為3以下，并且，滿足下述式(1)(2)。1.5≤[Ti]/[N]≤4…(1)，40≤X值≤160…(2)，X值＝500[C]+32[Si]+8[Mn]-9[Nb]+14[Cu]+17[Ni]-5[Cr]-25[Mo]-34[V]。文檔編號C22C38/00GK101285150SQ20081009038公開日2008年10月15日申請日期2008年4月1日優(yōu)先權(quán)日2007年4月9日發(fā)明者岡崎喜臣,高岡宏行申請人:株式會(huì)社神戶制鋼所