專利名稱：：焊接性優(yōu)異的高張力鋼板的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及橋梁、高層建筑物和造船等的焊接結(jié)構(gòu)物所適用的高張力鋼板，特別是涉及從低熱能輸入焊接后至高熱能輸入焊接后的熱影響部(以下稱為"HAZ")的韌性優(yōu)異的高張力鋼板。
背景技術(shù)：
：近年來，隨著上述各種焊接結(jié)構(gòu)物的大型化，板厚50mm以上的厚鋼板的焊接不可避免。因此，在這一領(lǐng)域的狀況是，從改善焊接施工效率的觀點(diǎn)出發(fā)，指向25kJ/mm以上的高熱能輸入焊接。然而，若進(jìn)行高熱能輸入焊接，則HAZ會被加熱到高溫的奧氏體區(qū)域之后而徐冷，因此HAZ部(尤其是HAZ部的熔合部附近)的組織粗大化，存在該部分的韌性容易劣化的問題。確保這一HAZ部的韌性(以下稱為"HAZ韌性")良好成為長年的課題。用于防止高熱能輸入焊接時(shí)的HAZ韌性劣化的技術(shù)，至今為止也提出有多種多樣。作為改善HAZ韌性的技術(shù)，已知有效的是使鋼材中分散含Ti氮化物。作為這一技術(shù)，例如專利文獻(xiàn)1所示，提出在強(qiáng)度超過590MPa級的貝氏體鋼中，通過實(shí)現(xiàn)合金元素的適當(dāng)化，并且通過含Ti氮化物的控制，從而確保良好的HAZ韌性。本發(fā)明者們率先在專利文獻(xiàn)2中提出一種即使在焊接時(shí)受到高溫的熱影響時(shí)，HAZ韌性也不會劣化的鋼材。在該技術(shù)中，是通過在鋼格中大量添加N，且適當(dāng)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，從而改善HAZ韌性。另一方面，高張力鋼板并不限于上述這樣的高熱能輸入焊接，對其也可進(jìn)行輸入熱能為2kJ/mm左右的低熱能輸入的焊接，這種低熱能輸入焊接中，會發(fā)生HAZ的強(qiáng)度過多，發(fā)生焊接裂紋，有HAZ韌性劣化的傾向。針對這一問題，已知能夠通過降低據(jù)各合金元素的含量而求得的Ceq值和Pcm值來加以改善(例如專利文獻(xiàn)3)。本發(fā)明者們提出有一種技術(shù)，在強(qiáng)度比較低的490MPa級的鋼板中，通過使焊接鋼中存在的TiN系夾雜物之中積極地含有Nb，并且控制Ti/Nb比，使粒徑為0.010.25pm的夾雜物的個(gè)數(shù)每lmm2為1.0乂104個(gè)以上，由此確保在寬闊的輸入熱范圍內(nèi)的HAZ韌性(專利文獻(xiàn)4)。專利文獻(xiàn)1專利第3746707號公報(bào)專利文獻(xiàn)2特開2005—200716號公報(bào)專利文獻(xiàn)3特開昭57—143430號公報(bào)專利文獻(xiàn)4特開2004—218010號公報(bào)然而，在至今為止提出的技術(shù)中，實(shí)際情況是，在強(qiáng)度超過590MPa級的貝氏體鋼中，橫貫低熱能輸入焊接至高熱能輸入焊接的寬廣的熱能輸入范圍而穩(wěn)定確保良好的HAZ韌性還沒有達(dá)到。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明鑒于這一狀況而做，其目的在于，提供一種即使在低熱能輸入焊接至高熱能輸入焊接的寬廣的熱能輸入范圍進(jìn)行焊接，也能夠穩(wěn)定地確保良好的HAZ韌性的焊接性優(yōu)異的超過590MPa級的貝氏體高張力鋼板。能夠解決上述課題的所謂本發(fā)明的高張力鋼板，具有如下幾點(diǎn)要旨其分別含有C:0.010.08%("質(zhì)量％"的意思。下同)、Si:0.30%以下(含0X)、Mn:0.52.0%、A1:0.010.05%、Cr:0.52.0%、Nb:0.0050.050%、Ti:0.0100.040%、B:0.00100.0050%、N:0.00200.0100%、Ca:0.0050%以下(不含0%)，余量含鐵和不可避免的雜質(zhì)，由下式(1)規(guī)定的BP值處于l20300(質(zhì)量％)的范圍，并且由下式(2)規(guī)定的Pcm値為O.20(質(zhì)量％)以下，且以當(dāng)量圓直徑計(jì)，0.05nm以下的含Ti氮化物每lmm2存在5.0乂106個(gè)以上，其中以當(dāng)量圓直徑計(jì)0.010.03ym的含Ti氮化物個(gè)數(shù)相對于全部含Ti氮化物個(gè)數(shù)占75%以上。BP值二414[C]+78[Si]+31[Mn]+79[Cr]—14[Cu]—26[Ni]+2280[Nb]+218[Mo]…(1)Pcm值二[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]分別表示C、Si、Mn、Cr、Cu、Ni、Nb、Mo、V和B的含量(質(zhì)量％)。還有，所謂"當(dāng)量圓直徑"，是著眼于含Ti氮化物的大小，求得假定為與其面積相等的圓的直徑，是在透射型電子顯微鏡(TEM)觀察面上確認(rèn)的氮化物。另外，本發(fā)明中作為對象的所謂含Ti氮化物，其宗旨當(dāng)然包括TiN，也包含由其他氮化物形成元素(例如Nb、Zr、V等)置換Ti的一部分(以原子比計(jì)為50%以下左右)的氮化物。本發(fā)明的厚鋼板中，根據(jù)需要，還含有如下等元素也有用(a)Cu和/或Ni:2.0%以下(不含O%)、(b)Mo:0.5%以下(不含0X)和/或V:0.10.5%、(c)Mg，Zr和REM之中的l種以上的元素，合計(jì)O.010%以下(不含0%)，對應(yīng)所含有的元素的種類，高張力鋼板的特性將得到進(jìn)一步改善。根據(jù)本發(fā)明，將上述式(1)規(guī)定的BP值、式(2)規(guī)定的Pcm值控制在適當(dāng)?shù)姆秶瑫r(shí)使鋼板的化學(xué)成分組成處在適當(dāng)?shù)姆秶鷥?nèi)，再適當(dāng)?shù)乜刂莆⒓?xì)的含Ti氮化物的分散狀態(tài)(個(gè)數(shù)/密度)，由此能夠?qū)崿F(xiàn)焊接性優(yōu)異的超過590MPa級的貝氏體高張力鋼板，即使在低熱能輸入焊接至高熱能輸入焊接的寬廣的熱能輸入范圍進(jìn)行焊接，也能夠穩(wěn)定地確保良好的HAZ韌性。具體實(shí)施例方式強(qiáng)度超過590MPa級的鋼板，在HAZ會形成有貝氏體組織，但關(guān)于合金元素對于貝氏體組織形態(tài)的影響不明的點(diǎn)很多。本發(fā)明者們?yōu)榱苏莆蘸辖鹪貙ω愂象w鋼板的HAZ韌性造成的影響，就貝氏體組織形態(tài)和6合金設(shè)計(jì)方針進(jìn)行了研究。其結(jié)果得到的構(gòu)思是，如果使HAZ的貝氏體組織(貝氏體塊尺寸)微細(xì)化為10pim以下，則能夠確保良好的HAZ韌性。其次，貝氏體塊的微細(xì)化認(rèn)為與貝氏體組織的相變驅(qū)動力有關(guān)，考慮如果實(shí)施使相變驅(qū)動力上升的成分設(shè)計(jì)即可，從而對各種合金的影響進(jìn)行研究。若考慮貝氏體相變的形成過程，則認(rèn)為該相變驅(qū)動力能夠由貝氏體相變的驅(qū)動力發(fā)生的溫度(以下稱為"To溫度")和實(shí)際貝氏體相變發(fā)生的溫度(以下稱為"Bs點(diǎn)")的差說明。因此，就合金元素對于各個(gè)溫度(T。溫度、Bs點(diǎn))造成的影響進(jìn)一步研究。關(guān)于上述T。溫度，由于能夠通過熱力學(xué)計(jì)算加以計(jì)算，因此可使用熱力學(xué)計(jì)算軟件(Thermo-calc，可以從CRC綜合研究所購買)，對于各合金元素進(jìn)行研究，對于各元素的影響進(jìn)行公式化。另一方面，關(guān)于Bs點(diǎn)，因?yàn)楝F(xiàn)在不能理論性地計(jì)算，所以采用實(shí)驗(yàn)值。即，通過實(shí)驗(yàn)求得合金元素不同的鋼種的Bs點(diǎn)，通過回歸分析公式各元素的影響。取得到的兩式的差，成為(To溫度一Bs點(diǎn))的式，由此求得下式(1)規(guī)定的BP值。然后，該BP值處于120300(質(zhì)量％)的范圍內(nèi)時(shí)，即使進(jìn)行高熱能輸入焊接，HAZ也會成為適當(dāng)?shù)呢愂象w組織形態(tài)，良好的HAZ韌性得以達(dá)成。還有，上述BP值的優(yōu)選下限為140，優(yōu)選上限為260。BP値二414[C]+78[Si]+31[Mn]+79[Cr]—14[Cu]—26[Ni]+2280[Nb]+218[Mo]…(1)其中，[C]、[Si]、[Mn]、[Cr]、[Cu]、[Ni]、[Nb]和[Mo]分別表示C、Si、Mn、Cr、Cu、Ni、Nb和Mo的含量(質(zhì)量％)。還有，在規(guī)定上BP值的元素之中，除本發(fā)明的厚鋼板的基本成分(C、Si、Mn、Cr、Nb)以外，雖然還含有根據(jù)需要而包含的元素(Cu、Ni、Mo等)，但在不含這些元素時(shí)，取消該項(xiàng)目來計(jì)算BP值，而含有該元素時(shí)，則根據(jù)上式(1)計(jì)算BP值即可。在本發(fā)明的高張力鋼板中，為了從低熱能輸入焊接至高熱能輸入焊接穩(wěn)定地確保良好的HAZ韌性，還需要將下式(2)規(guī)定的Pcm值控制在適當(dāng)?shù)姆秶?所述專利文獻(xiàn)3)。Pcm値二[C]+[Si]/30+[Mn]/20+[Cu〕/20+[Ni]/60+[Cr]/20+[Mo]/15+[V]/10+5[B]...(2)其中，[C]、[Si]、[Mn]、[Cu]、[Ni]、[Cr]、[Mo]、[V]禾口[B]分別表示C、Si、Mn、Cu、Ni、Cr、Mo、V和B的含量(質(zhì)量％)。為了不基于強(qiáng)度過多而招致HAZ韌性劣化，上式(2)規(guī)定的Pcm值是的重要的要件，是將各元素的硬化能換算成C含量，相當(dāng)于碳當(dāng)量Ceq。通過將該P(yáng)cm值控制在0.20(質(zhì)量％)以下，將能夠從低熱能輸入焊接至高熱能輸入焊接穩(wěn)定地確保良好的HAZ韌性。還有，與上式(1)同樣，在規(guī)定上述Pcm值的元素之中，除本發(fā)明的厚鋼板的基本成分(C、Si、Mn、Cr、B)以外，雖然還含有根據(jù)需要而包含的元素(Cu、Ni、Mo、V等)，但在不含這些元素時(shí)，取消該項(xiàng)目來計(jì)算Pcm值，而含有該元素時(shí)，則根據(jù)上式(2)計(jì)算Pcm值即可?？墒?，本發(fā)明者們雖然在使焊接時(shí)的高溫下仍熔化殘留的含Ti氮化物(以下由TiN代表)增加的方面取得成功(所述專利文獻(xiàn)2)，但為了以該技術(shù)為基礎(chǔ)而進(jìn)一步改善HAZ韌性而反復(fù)研究。在焊接時(shí)，將顯示出微細(xì)TiN熔解，并且粗大的TiN晶粒成長這樣的舉動(奧斯特瓦爾德熟化)。本發(fā)明者們著眼于這一舉動并發(fā)現(xiàn)，為了通過盡可能地大量使微細(xì)的TiN分散，從而在晶粒成長之后仍使TiN分布微細(xì)均一，只要以當(dāng)量圓直徑計(jì)將0.05pm以下的TiN每lmr^控制為5.0X10S個(gè)以上即可。另外還著眼于，上述這樣的奧斯特瓦爾德熟化在TiN的尺寸分布(偏差)大時(shí)則得到促進(jìn)，焊接后的組織容易變得不均一，為了盡可能地抑制這一現(xiàn)象，得到的設(shè)想是，使占TiN總體的微細(xì)TiN的比例在一定量以上這樣均一地分散即可。具體來說，就是以當(dāng)量圓直徑計(jì)，如果0.010.03pm的微細(xì)TiN個(gè)數(shù)相對于全部TiN個(gè)數(shù)占到75%以上，則判明能夠防止焊接后的組織變得不均一。在本發(fā)明的鋼板中，通過后述的控制，則會以微細(xì)的TiN為主體并使之分散。因此，即使包含一部分粗大的TiN(例如以當(dāng)量圓直徑計(jì)比0.05pm大的TiN)，這種粗大TiN也幾乎不會對鋼板的特性造成影響，因此"全部TiN"其宗旨也包含這種粗大TiN。還有，0.010.03pm的微細(xì)TiN個(gè)數(shù)相對于全部TiN個(gè)數(shù)所占的比例(以下稱為"占有率")優(yōu)選為77%以上，更優(yōu)選為80%以上。接下來，對于本發(fā)明的鋼材(母材)中的成分組成進(jìn)行說明。如上述，本發(fā)明的鋼板，即使其化學(xué)成分組成滿足上述(1)式和(2)式，而如果各個(gè)化學(xué)成分(元素)的含量未在適當(dāng)范圍內(nèi)，則仍不能達(dá)成優(yōu)異的HAZ韌性。因此，本發(fā)明的厚鋼板除了TiN(含Ti氮化物)的分布狀態(tài)良好和化學(xué)成分滿足上式(1)和式(2)以外，還需要各個(gè)化學(xué)成分的量處于如下記述的適當(dāng)范圍內(nèi)。這些成分的范圍限定理由如下。C是用于確保鋼板的強(qiáng)度所不能欠缺的元素，C含量低于0.01%時(shí)，不能確保鋼板的強(qiáng)度。優(yōu)選為0.02%以上。然而，若C含量變得過剩，則不能確保寬闊的輸入熱能范圍內(nèi)的良好的HAZ韌性。因此C需要抑制在0.08%以下，優(yōu)選抑制在0.06%以下。Si在通過固溶強(qiáng)度而確保鋼板的強(qiáng)度方面是有用的元素，但若過剩地含有，則HAZ大量生成MA相，將招致含Ti氮化物的粗大化，能確保寬闊的輸入熱能范圍內(nèi)的良好的HAZ韌性。從這一觀點(diǎn)出發(fā)，Si含量需要在0.30%以下，優(yōu)選抑制在0.25%以下。還有，如果從確保良好的HAZ韌性這一觀點(diǎn)出發(fā)，則Si含量也可以為0%。Mn在提高鋼板的淬火性而確保強(qiáng)度、HAZ韌性上是有用的元素，為了有效地發(fā)揮這一效果，需要使之含有0.5%以上。優(yōu)選為0.8%以上。但是，若超過2.0%而使之過剩地含有，則HAZ的硬化變得顯著，HAZ韌性劣化，因此Mn含量為2.0。/。以下。優(yōu)選為1.6%以下。Al作為脫氧元素有用。為了發(fā)揮這一效果，需要使之含有0.01%以上，優(yōu)選為0.02%以上。然而，若Al含量變得過剩，則HAZ大量生成MA9相，HAZ韌性劣化，因此需要抑制在0.05%以下，優(yōu)選為0.04%以下。[Cr:0.52.0%]Cr比起使所述溫度To降低來說，更會使Bs點(diǎn)降低，是在確保貝氏體相變的驅(qū)動力而使HAZ組織微細(xì)化上有效地發(fā)揮著作用的元素。為了發(fā)揮這一效果，需要使Cr含有0.5。/。以上，優(yōu)選為0.7%以上。然而，若Cr含量變得過剩，則高熱能輸入焊接時(shí)的HAZ韌性反而劣化，因此需要抑制在2.0%以下。優(yōu)選在1.6%以下。Nb是以少量就會發(fā)揮出有助于鋼板的高強(qiáng)度化的效果的元素。為了發(fā)揮這一效果，需要使之含有0.005°/。以上，優(yōu)選為0.012%以上。然而，若Nb含有過剩，則貝氏體組織粗大化，高熱能輸入焊接時(shí)的HAZ韌性劣化。由此，Nb含量需要為0.050%以下，優(yōu)選為0.030%以下。[Ti:0.0100.040%]Ti與Ni反應(yīng)而形成微細(xì)的含Ti氮化物(例如TiN)，抑制HAZ的奧氏體晶粒(Y晶粒)粗大化，在使高熱能輸入焊接時(shí)的HAZ韌性良好上是有用的元素。這了發(fā)揮這一效果，需要使Ti含有0.010。/。以上，優(yōu)選為0.012%以上(更優(yōu)選為0.015%以上)。然而，若Ti含量過剩，則含Ti氮化物變得粗大，其個(gè)數(shù)減少，因此高熱能輸入焊接時(shí)的HAZ韌性劣化。由此，Ti含量應(yīng)該抑制在0.040%以下。優(yōu)選為0.035%以下(更優(yōu)選為0.030%以下)。B發(fā)揮的作用是，以高溫時(shí)熔解殘留的TiN為核而作為BN析出，使HAZ組織均一化。為了有效地發(fā)揮這一效果，需要使之含有0.0010%以上。優(yōu)選為0.0015%以上。但是，若B含量過剩，則廣闊輸入熱能范圍內(nèi)的HAZ韌性劣化，因此需要為0.0050%以下。優(yōu)選為0.0040%以下。N在使含Ti氮化物微細(xì)分散，使HAZ的舊Y晶粒均一微細(xì)化上是有用的元素。為了揮這一效果，需要N含量為0.0020%以上。優(yōu)選為0.0035%以上。然而，若N含量過剩，則固溶N量增大，廣闊輸入熱能范圍內(nèi)的HAZ韌性劣化。因此，N需要抑制在0.0100%以下，優(yōu)選在0.0070%以下。Ca具有使粗大的含Ti氮化物降低(復(fù)合成氧化物系夾雜物，結(jié)晶粗大氮化物減少)的效果，是有助于HAZ韌性改善的元素。這一效果隨著Ca含量增大而增加，但優(yōu)選使之含有0.0010%以上。然而，若Ca含量過乘lj，則夾雜物粗大化，HAZ韌性劣化，因此需要抑制在0.0050%以下。優(yōu)選為0.0030%以下。本發(fā)明規(guī)定的含有元素如上所述，余量是鐵和不可避免的雜質(zhì)，作為該不可避免的雜質(zhì)，能夠允許因制造設(shè)備等的狀況而摻雜的元素(例如P、S、Sn、As、Pb等)的混入。另外，進(jìn)一步積極地含有下述元素也有效，根據(jù)所含有的成分的種類，鋼板的特性進(jìn)一步被改善。Cu和Ni發(fā)揮著改善基材的韌性的效果，在改善HAZ韌性上是有效的元素。若這些元素的含量過剩，則HAZ硬化顯著，并且使貝氏體相變的驅(qū)動力降低，高熱能輸入焊接時(shí)的HAZ韌性反而劣化。由此，在含有這些元素時(shí)，其含量(l種或2種的含量)需要抑制在2.0%以下，優(yōu)選在1.5%以下。還有，在發(fā)揮上述效果上，以這些元素的1種或2種(合計(jì))計(jì)，優(yōu)選使之含有0.1%以上。更優(yōu)選為0.4%以上。Mo和V雖然使所述溫度T()上升，但也使Bs點(diǎn)降低，在確保貝氏體相變的驅(qū)動力而使HAZ組織微細(xì)化上是有效發(fā)揮作用的元素。這一效果對于Mo來說是隨著其含量增加而增加，對于V來說是通過使之含有0.1%以上而得到有效地發(fā)揮。然而，若它們的含量過剩，則高熱能輸入焊接時(shí)的HAZ韌性反而劣化，因此優(yōu)選Mo抑制在0.4。/。以下，V抑制在0.5M以下。Mg、Zr和REM(稀土類元素)使鋼板中的氧化物系夾雜物微細(xì)化，從而是有助于高熱能輸入焊接時(shí)的HAZ韌性提高的元素。這一效果隨著其含量增加而增大，但若含量過剩，則夾雜物粗大化，高熱能輸入焊接時(shí)的HAZ韌性劣化，因此優(yōu)選合計(jì)抑制在0.010%以下。還有，在本發(fā)明中，所謂REM(稀土類元素)是含有鑭系元素(從La至Ln的15種元素)和Sc(鈧)和Y(釔)的意思。在本發(fā)明中，為了以上述方式控制含Ti氮化物的微細(xì)分散，推薦調(diào)整成分組成而使下述(3)式規(guī)定的X值為IO以上，使軋制前的加熱時(shí)間為4小時(shí)以內(nèi)，并且使鑄造時(shí)的冷卻速度在15001300。C的溫度范圍為10°C/min以上而進(jìn)行冷卻，如此來形成板坯。另外，為了如此控制冷卻速度，可列舉使板坯厚度降低，使冷卻水量增加的方法。對于這些制造條件進(jìn)行說明。<formula>formulaseeoriginaldocumentpage12</formula>3)其中，[C]、[Si]、[Mn]、[Nb]、[Cu]、[Ni]、[Cr]、[Mo]和[V]分別表示C、Si、Mn、Nb、Cu、Ni、Cr、Mo和V的含量(質(zhì)量％)。還有，與前述(1)式和(2)式一樣，在規(guī)定上述X值的元素之中，除本發(fā)明的鋼板的基本成分(C、Si、Mn、Nb、Cr)以外，雖然還含有根據(jù)需要而包含的元素(Cu、Ni、Mo、V等)，但在不含這些元素時(shí)，取消該項(xiàng)目來計(jì)算X值，而含有該元素時(shí)，則根據(jù)上式(3)計(jì)算X值即可。含Ti氮化物在鋼錠的鑄造時(shí)析出，但其析出狀態(tài)受會合金元素的影響，本發(fā)明者們對此已經(jīng)了解(例如特愿2006-163852號)。規(guī)定上述(3)式的關(guān)系的X值，是關(guān)于S域的溫度范圍的函數(shù)。所謂所述"5域"，除了只有S鐵的區(qū)域以外，還包括5+Y的2相域等，也包括含5鐵和其他狀態(tài)的區(qū)域。而且所謂"S域的溫度范圍"，指的是包含S鐵的溫度范圍(S域的上限溫度和下限溫度的差)。這里在特定組成的鋼中，例如只有S鐵的溫度范圍和有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熱力學(xué)計(jì)算軟件(Thermo-calc，可以從CRC綜合研究所購買)輸入鋼板的化學(xué)成分組成來計(jì)算。因?yàn)樵谠?鐵中Ti的擴(kuò)散速度快，所以若S域的溫度范圍寬，則5鐵存在的時(shí)間變長，考慮粗大的含Ti氮化物容易形成。因此，對于通過調(diào)整化學(xué)成分組成而縮小S域的溫度范圍，從而使含Ti氮化物微細(xì)化進(jìn)行研究。為此，經(jīng)Thermo-calc的計(jì)算，通過以特定成分為基準(zhǔn)，只變更化學(xué)成分量之一，由此調(diào)查各化學(xué)成分對S域的溫度范圍的影響。通過這一研究，求得了與S域的溫度范圍具有相關(guān)關(guān)系，由化學(xué)成分組成的函數(shù)表示的上述X值。X值在上述式中的系數(shù)，對應(yīng)的是由特定成分的鋼，使各化不成分變化時(shí)的S域的溫度范圍的變化量。具體來說，例如[C]的系數(shù)的[500]，意思就是只使C量增大0.01%時(shí)，經(jīng)Thermo-calc的計(jì)算，S域的溫度范圍大約減少5。C。而且X值和5域的溫度范圍大體成反比關(guān)系(如果X值增大，則5域的溫度范圍減少的關(guān)系)?；谶@一認(rèn)識，制造關(guān)調(diào)查具有各種X值的鋼板時(shí)判明，通過使X值增大，能夠使含Ti氮化物的平均粒徑微細(xì)化，使HAZ韌性提高。如果化學(xué)成分量在適當(dāng)范圍內(nèi)，則X值越大，含Ti氮化物的平均粒徑和HAZ韌性以及母材韌性越提高。該X值的下限為10(優(yōu)選為15，更優(yōu)選為20)。X值的上限由各化學(xué)成分的適當(dāng)量決定，為128。另一方面，若軋制前的加熱時(shí)間超過4小時(shí)，則TiN的粗大化推進(jìn)，0.05pm以下的個(gè)數(shù)降低，另外鑄造時(shí)的冷卻速度(15001300'C的溫度范圍)低于10°C/min，TiN的粗大化也推進(jìn)，當(dāng)量圓直徑為0.05pm以下的含Ti氮化物個(gè)數(shù)降低。對于本發(fā)明的高張力鋼板的厚度沒有限定，但是基本上板厚設(shè)定為3.0mm以上的厚鋼板。本發(fā)明的厚鋼板的板厚優(yōu)選為50mm以上，更優(yōu)選為60mm以上。即，即使是輸入熱能為5100kJ/mm的寬闊范圍的輸入熱能焊接，本發(fā)明的厚鋼板仍顯示出良好的HAZ韌性，因此無論是板厚厚還是增大輸入熱能，都能夠高效率地進(jìn)行焊接。如此得到的本發(fā)明的高張力鋼板，例如能夠作為橋梁、高層建筑物和船舶等的結(jié)構(gòu)物的材料使用，不用說小中輸入熱能焊接，即使在高熱能輸入焊接中也能夠防止焊接熱影響部的韌性劣化。實(shí)施例以下，通過實(shí)施例更詳細(xì)地說明本發(fā)明，但下述實(shí)施例并沒有限定本發(fā)明的性質(zhì)，在符合前后述的宗旨的范圍內(nèi)也可以適當(dāng)加以變更實(shí)施，這上結(jié)均包含在本發(fā)明的技術(shù)范圍內(nèi)。熔煉下述表l、2所示組成的Al脫氧鋼鋼板，邊控制鑄造時(shí)(1500130(rC的溫度范圍)的冷卻速度，邊冷卻該鋼水，成為板坯(截面形狀150X250mm)后，邊控制加熱時(shí)間邊加熱至IIO(TC并進(jìn)行熱軋，成為板厚50mm的熱軋板，冷軋后進(jìn)行空冷而成為試驗(yàn)板。還有，在表1中，REM以Ce為50%左右和La為25%左右的混合稀土的形態(tài)添加。另外表1中"一"表示沒有添加元素。表1<table>tableseeoriginaldocumentpage15</column></row><table>表2<table>tableseeoriginaldocumentpage16</column></row><table>對于如上述這樣制造的各試驗(yàn)板，按下述的要領(lǐng)測定含Ti氮化物的個(gè)數(shù)密度(以當(dāng)量圓直徑計(jì)0.05pm以下的個(gè)數(shù)，和以當(dāng)量圓直徑計(jì)0.010.03,的占有率)、厚鋼板的抗拉強(qiáng)度TS、HAZ韌性。這些結(jié)果與X値[二500[C]+32[Si]+8[Mn]—9[Nb]+14[Cu]+17[Ni]—5[Cr]—25[Mo]—34[V]]、鑄造時(shí)的冷卻速度和軋制前加熱時(shí)間一起顯示在下述表3、4中。(含Ti氮化物的個(gè)數(shù)密度的測定)用透射型電子顯微鏡(TEM)，以觀察倍率6萬倍、觀察視野2X2(^im)、觀察處所5處的條件，對各鋼板的t(板厚)/4部位進(jìn)行觀察。然后通過圖像分析，測定該視野中的各含Ti氮化物的面積，由該面積計(jì)算各氮化物的當(dāng)量圓直徑。還有，作為含Ti氮化物，是通過EDX(能量色散型X射線檢測儀)加以判別。將換算成每lmi^并求得當(dāng)量圓直徑為0.05jxm以下的含Ti氮化物的個(gè)數(shù)，并且計(jì)算當(dāng)量圓直徑為0.010.03pm的微細(xì)的含Ti氮化物相對于全部含Ti氮化物(也包括當(dāng)量圓直徑超過0.05pm)個(gè)數(shù)比例(占有率%)。(拉伸試驗(yàn))從各鋼板的t(板厚)/4部位，在相對于軋制方向成直角的方向上提取JISZ2201的4號試驗(yàn)片，按JISZ2241的要領(lǐng)進(jìn)行拉伸試驗(yàn)，測定抗拉強(qiáng)度(TS)。然后，TS為590MPa以上的評價(jià)為合格。(HAZ韌性的評價(jià))從各鋼板的t(板厚)/4部位，在相對于軋制方向成直角的方向上提取JISZ2201的4號試驗(yàn)片，進(jìn)行模擬低熱能輸入焊接和高熱能輸入焊接的熱循環(huán)試驗(yàn)，評價(jià)HAZ韌性。這時(shí)熱循環(huán)試驗(yàn)以下述(A)、(B)的2個(gè)條件進(jìn)行。(A)將試驗(yàn)片加熱至1400°C(最高溫度)并保持5秒鐘后，用40秒冷80050(TC的溫度范圍。(B)將試驗(yàn)片加熱至1400°C(最高溫度)并保持5秒鐘后，用200秒冷80050(TC的溫度范圍。上述(A)的條件施加了焊接輸入熱能相當(dāng)于4kJ/mm的熱循環(huán)，上17述(B)施加了焊接輸入熱能相當(dāng)于25kJ/mm的熱循環(huán)。對于得到的各試驗(yàn)片，依據(jù)JISZ2242，在一1(TC下進(jìn)行擺錘沖擊試驗(yàn)，測定吸收能(vE—1Q)。這時(shí)對于3個(gè)試驗(yàn)片測定吸收能(vE-1Q)，求得其平均值。然后，vE^。的值在上述(A)的條件下超過150J的評價(jià)為HAZ韌性優(yōu)異，在上述(B)的條件下超過120J的評價(jià)為HAZ韌性優(yōu)異。表3鋼No.0.0m以下的含Ti氮化物個(gè)數(shù)密度(X106個(gè)/mm2)0.010.0m的含Ti氮化物占有率(%)HAZ韌性鑄造時(shí)的冷卻速度(。cn〉軋制前加熱時(shí)間(小時(shí))TS(MPa)平均值(J)[條件(A)]平均值(J)[條件(B)]x值(質(zhì)量0/0)18,084595205m21123.026.88160320812842123.035.27664320314317323.049.88667320517545123.07.983603]821523623,066.98260117516532123.08.185719]8616623123.088.18460417114149123.096.98260315514544123.0307,28462518016831123,0115.6866U〗6515531124.0127.88365320316622123.0"8.8766402〗01591722.0147.08365220817025123.0156.78]614〗781604]]23-01686608185155，53.0表4鋼No.0.05nm以下的含Ti氣化物個(gè)數(shù)密度(X106個(gè)/mm2)0.010.03fim的含Ti氮化物占有率(o/o)HAZ韌性鑄造時(shí)的冷卻速度rci軋制前加熱時(shí)間(小時(shí))TS(MPa)平均值(J)[條件(A)]平均值(J)[條件(B)]x值(質(zhì)量0/0)179.685611875458123.0180.93961510276503.0198.4856481989832123,0208.184608化39042123.0217.283605165U513123.018<table>tableseeoriginaldocumentpage19</column></row><table>由這些結(jié)果能夠進(jìn)行如下考察(還有，下述No.表示表14的鋼No.)。No.l16是滿足本發(fā)明規(guī)定的要件的例子，化學(xué)成分組成、BP值、Pcm值、X值和含Ti氮化物的微細(xì)分散適當(dāng)，可知能夠在廣闊的輸入熱能范圍內(nèi)得到HAZ的韌性良好的鋼板。相對于此，No.1733是脫離本發(fā)明規(guī)定的某一要件的例子，焊接熱影響部的韌性差。詳情如下。No.17鋼板中的C含量超過本發(fā)明規(guī)定的范圍，即使含Ti氮化物的形態(tài)良好，HAZ韌性仍劣化。No.18鋼板中的Si含量超過本發(fā)明規(guī)定的范圍，含Ti氮化物的形態(tài)不良(得不到微細(xì)的含Ti氮化物)，無論在低熱能輸入還是高熱能輸入中均得不到良好的HAZ韌性。No.19鋼板中的Mn含量超過本發(fā)明規(guī)定的范圍，即使含Ti氮化物的形態(tài)良好，高熱能輸入焊接時(shí)的HAZ韌性仍劣化。No.20鋼板中的Al的含量超過本發(fā)明規(guī)定的范圍，即使含Ti氮化物的形態(tài)良好，無論在低熱能輸入焊接時(shí)和高熱能輸入焊接時(shí)HAZ韌性也都劣化。No.21鋼板中的Cr含量超過本發(fā)明規(guī)定的范圍，即使含Ti氮化物的形態(tài)良好，高熱能輸入焊接時(shí)的HAZ韌性仍劣化。No.22鋼板中的Nb含量超過本發(fā)明規(guī)定的范圍，即使含Ti氮化物的形態(tài)良好，高熱能輸入焊接時(shí)的HAZ韌性仍劣化。No.23鋼板中的Ni含量超過本發(fā)明規(guī)定的范圍，即使含Ti氮化物的形態(tài)良好，高熱能輸入焊接時(shí)的HAZ韌性仍劣化。No.24、25鋼板中的Ti含量脫離本發(fā)明規(guī)定的范圍，含Ti氮化物的形態(tài)不良(得不到微細(xì)的含Ti氮化物)，至少在高熱能輸入焊接時(shí)的HAZ韌性劣化。No.26鋼板的中B含量超過本發(fā)明規(guī)定范圍，即使含Ti氮化物的形態(tài)良好，無論是在低熱能輸入焊接時(shí)還是高熱能輸入焊接時(shí)，HAZ韌性均劣化。No.27鋼板中的N含量超過本發(fā)明規(guī)定的范圍，即使含Ti氮化物的形態(tài)良好，高熱能輸入焊接時(shí)的HAZ韌性仍劣化。No.28在鋼板中不含Ca，含Ti氮化物的形態(tài)不良(得不到微細(xì)的含Ti氮化物)，無法獲得高熱能輸入焊接時(shí)的良好的HAZ韌性。No.29在鋼板中不含Nb，另外Cu含量超過本發(fā)明規(guī)定的范圍(Pcm值也大)，即使含Ti氮化物的形態(tài)良好，無論是在低熱能輸入焊接時(shí)還是高熱能輸入焊接時(shí)，HAZ韌性均劣化。No.30鋼板中的Cr含量低于本發(fā)明規(guī)定的范圍(BP值也小)，即使含Ti氮化物的形態(tài)良好，無論是在低熱能輸入焊接時(shí)還是高熱能輸入焊接時(shí)，HAZ韌性均劣化。No.31鋼板中的Mo含量超過本發(fā)明的優(yōu)選范圍，含Ti氮化物的形態(tài)不良(得不到微細(xì)的含Ti氮化物)，無論是在低熱能輸入焊接時(shí)還是高熱能輸入焊接時(shí)，HAZ韌性均劣化。No.32、33制造條件脫離適當(dāng)?shù)臈l件，含Ti氮化物粗大化，無法達(dá)成含Ti氮化物的充分的個(gè)數(shù)密度，高熱能輸入焊接時(shí)的HAZ韌性劣化。權(quán)利要求1.一種焊接性優(yōu)異的高張力鋼板，其特征在于，以質(zhì)量％計(jì)含有C0.01～0.08％、Si0.30％以下且含0％、Mn0.5～2.0％、Al0.01～0.05％、Cr0.5～2.0％、Nb0.005～0.050％、Ti0.010～0.040％、B0.0010～0.0050％、N0.0020～0.0100％、Ca0.0050％以下但不含0％，余量由鐵和不可避免的雜質(zhì)構(gòu)成，由下式(1)規(guī)定的BP值處于120～300質(zhì)量％的范圍，并且由下式(2)規(guī)定的Pcm值為0.20質(zhì)量％以下，且以當(dāng)量圓直徑計(jì)為0.05μm以下的含Ti氮化物每1mm2存在5.0×106個(gè)以上，其中以當(dāng)量圓直徑計(jì)為0.01～0.03μm的含Ti氮化物個(gè)數(shù)占全部含Ti氮化物的總個(gè)數(shù)的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]分別表示C、Si、Mn、Cr、Cu、Ni、Nb、Mo、V和B的質(zhì)量百分比含量。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高張力鋼板，其特征在于，以質(zhì)量％計(jì)還含有Cu和/或Ni:2.0%以下但不含0%。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高張力鋼板，其特征在于，以質(zhì)量％計(jì)還含有Mo:0.5%以下但不含0X和/或V:0.10.5%。4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的高張力鋼板，其特征在于，以質(zhì)量％計(jì)還含有Mo:0.5%以下但不含0X和/或V:0.10.5%。5.根據(jù)權(quán)利要求14中任一項(xiàng)所述的高張力鋼板，其特征在于，還含有Mg、Zr和REM中的l種以上的元素，這些元素的含量以質(zhì)量％計(jì)合計(jì)為O.010%以下但不含0%。全文摘要提供一種即使在低熱能輸入焊接至高熱能輸入焊接的寬廣的熱能輸入范圍進(jìn)行焊接，也能夠穩(wěn)定地確保良好的HAZ韌性的焊接性優(yōu)異的超過590MPa級的貝氏體高張力鋼板。滿足規(guī)定的化學(xué)成分組成，由固定的關(guān)系式規(guī)定的BP值和Pcm值分別為120～300(質(zhì)量％)、0.20(質(zhì)量％)以下，并且以當(dāng)量圓直徑計(jì)0.05μm以下的含Ti氮化物每1mm²存在5.0×10⁶個(gè)以上，其中以當(dāng)量圓直徑計(jì)0.01～0.03μm的含Ti氮化物個(gè)數(shù)相對于全部含Ti氮化物個(gè)數(shù)占75％以上。文檔編號C22C38/32GK101497967SQ20081019071公開日2009年8月5日申請日期2008年12月30日優(yōu)先權(quán)日2008年1月31日發(fā)明者岡崎喜臣,名古秀德,高岡宏行申請人:株式會社神戶制鋼所