專利名稱：高溫強度和低溫韌性優(yōu)異的焊接結(jié)構(gòu)用鋼及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是以火災(zāi)等高溫時的屈服強度維持為目的的建筑結(jié)構(gòu)用耐火鋼為主要目 標(biāo)的發(fā)明，但不限于建筑用途，可適用于海洋結(jié)構(gòu)物、船舶、橋梁、各種貯槽罐用等廣泛用途 的焊接結(jié)構(gòu)用鋼。另外，主作為對象的鋼板的強度水平是屈服強度235 475MPa、抗拉強度 400 640MPa的所謂的一般被稱為40公斤級、50公斤級鋼的級別。
背景技術(shù)：
以確保高溫屈服強度為目的的建筑用途的所謂的耐火鋼，以特開平2-77523號公 報等為首公開了很多的技術(shù)方案。可是，其大部分是含有Mo的。確實Mo在確保鋼的高溫 屈服強度上是極有效的元素，但同時也是高價格的元素?？墒牵谌毡竟I(yè)標(biāo)準(zhǔn)(JIS)等中已標(biāo)準(zhǔn)化的一般的結(jié)構(gòu)用鋼，從約350°C強度降 低，因此其容許溫度為約350°C。即，在將上述的鋼材用于大廈、辦公室、居住、立體停車場 等的建筑物的場合，為了確?；馂?zāi)時的安全性，有義務(wù)實施充分的耐火被覆，在日本的建筑 相關(guān)的各法令中，規(guī)定了在火災(zāi)時避免鋼材溫度達到350°C以上。這是因為，上述鋼材，在 350°C左右屈服強度變?yōu)槌氐?/3左右，小于必要的強度的緣故。因此，將一般鋼材用于 建造物的場合，必須實施耐火被覆，以避免在火災(zāi)時，鋼材的溫度達到350°C。為了省略或減輕該耐火被覆，提高了在600°C等下的高溫拉伸試驗時的高溫屈服 強度(以下在沒有特別表明時，所謂高溫是指600°C，所謂高溫強度是指高溫屈服強度。) 的耐火鋼開始被使用。一般地，在耐火鋼中，以維持高溫強度為目的添加Mo?？墒?，Mo的市況變化大，雖 也取決于添加量，但與耐火被覆成本相比為高價格的情況較多。因此，期待著不添加Mo的 廉價的耐火鋼的開發(fā)和實用化。本發(fā)明的目的是，得到一種不添加高價格的Mo，高溫強度優(yōu)異、并且作為鋼材的基 本性能之一的低溫韌性也優(yōu)異的焊接結(jié)構(gòu)用鋼。為此，通過將鋼成分限定在特定范圍，而且 限定制造方法從而提供一種在工業(yè)上穩(wěn)定、而且能以低成本供給高溫強度優(yōu)異、抑制焊接 裂紋敏感性、確保了低溫韌性的耐火鋼的方法。根據(jù)本發(fā)明，能夠大量且廉價地供給即使是火災(zāi)時等遭受高溫的環(huán)境也具有充分 的屈服強度的焊接結(jié)構(gòu)用鋼，因此可有助于各種的用途廣泛的焊接鋼結(jié)構(gòu)物的安全性提
尚ο本發(fā)明的發(fā)明點是，為了穩(wěn)定地確保在600°C下的高溫強度，通過復(fù)合添加比較微 量的C量和Cr以及Nb來代替高價格的Mo，來利用相變組織強化、和由Cr、Nb的析出物(碳 氮化物)帶來的析出強化。即發(fā)現(xiàn)，通過在無Mo的情況下添加、含有適當(dāng)量的Cr來提高鋼的淬透性，相變溫 度降低，含有滲碳體的硬質(zhì)組織成為貝氏體(bainitic)。由此發(fā)現(xiàn)，在常溫強度和高溫強度 提高的同時，基體為在比較的低的溫度下相變 了的微細的貝氏體組織，因此在高溫時，由Cr和Nb的復(fù)合添加引起的Cr和Nb的單獨或復(fù)合了的碳氮化物在其基體中極微細地析出，能夠以高的水平確保、維持高溫強度，從而完成 了本申請發(fā)明。如上所述，不含有Mo的耐火鋼，其本身極是劃時代的，同時由于不含有淬透性高 的Mo，因此作為焊接結(jié)構(gòu)用鋼的基本性能(強度、韌性)不用說，連焊接性、氣割性也反倒提
尚ο 本申請發(fā)明通過不僅規(guī)定Cr、Nb，還規(guī)定以C、Si、Mn為首的各個元素的含量以及 焊接裂紋敏感性組成Ρ。Μ，而且限定制造條件，從而不僅在不使用高價格的Mo的情況下兼?zhèn)?優(yōu)異的高溫強度和低溫韌性，而且確保了作為焊接結(jié)構(gòu)用鋼的各種使用性能。其要旨如下。(1) 一種高溫強度和低溫韌性優(yōu)異的焊接結(jié)構(gòu)用鋼的制造方法，其特征在于，將下 述鋼材加熱至1000 1300°C的溫度，在800°C以上的溫度結(jié)束熱軋制，然后進行冷卻，所述 鋼材其成分以質(zhì)量％計為C :0· 003 0. 05%、Si :0· 60% 以下、Mn :0· 6 2.0%、P :0· 020% 以下、S :0· 010% 以下、Cr :0· 20 1. 5%、Nb :0· 005 0. 05%、Al :0· 060% 以下、N :0· 001 0. 006%，而且將作為雜質(zhì)的Mo限制在0. 03%以下，其余部分由鐵以及不可避免的雜質(zhì)構(gòu) 成，由 Pcm= C+Si/30+Mn/20+Cu/20+Ni/60+Cr/20+Mo/15+V/10+5B 定義的焊接裂紋敏感性組 成Pcm值為0. 22%以下。(2)根據(jù)(1)所述的高溫強度和低溫韌性優(yōu)異的焊接結(jié)構(gòu)用鋼的制造方法，其特 征在于，結(jié)束上述熱軋制后，從750°C以上的溫度開始加速冷卻，在550°C以下的溫度停止 加速冷卻。(3)根據(jù)(1)或(2)所述的高溫強度和低溫韌性優(yōu)異的焊接結(jié)構(gòu)用鋼的制造方法， 其特征在于，以質(zhì)量％計還含有V :0· 01 0. 10%、Ti :0· 005 0. 025%之中的任一種或兩種。(4)根據(jù)⑴ (3)的任一項所述的高溫強度和低溫韌性優(yōu)異的焊接結(jié)構(gòu)用鋼的 制造方法，其特征在于，以質(zhì)量％計還含有Ni :0· 05 0. 50%、Cu :0· 05 0. 50%、B :0· 0002 0. 003%、Mg :0· 0002 0. 005%之中的任一種或兩種以上。(5)根據(jù)⑴ (4)的任一項所述的高溫強度和低溫韌性優(yōu)異的焊接結(jié)構(gòu)用鋼的制造方法，其特征在于，以質(zhì)量％計還含有Ca :0· 0005 0. 004%、REM 0. 0005 0. 008%之中的任一種。(6) 一種高溫強度和低溫韌性優(yōu)異的焊接結(jié)構(gòu)用鋼，其特征在于，是將下述鋼材加 熱至1000 1300°C的溫度，在800°C以上的溫度結(jié)束熱軋制，然后冷卻而得到的，所述鋼材 其成分以質(zhì)量％計為C :0· 003 0. 05%、Si :0· 60% 以下、Mn :0· 6 2.0%、P :0· 020% 以下、S :0· 010% 以下、Cr :0· 20 1. 5%、Nb :0· 005 0. 05%、Al :0· 060% 以下、N :0· 001 0. 006%，而且將作為雜質(zhì)的Mo限制在0. 03%以下，其余部分由鐵以及不可避免的雜質(zhì)構(gòu) 成，由 Pcm= C+Si/30+Mn/20+Cu/20+Ni/60+Cr/20+Mo/15+V/10+5B 定義的焊接裂紋敏感性組 成Pcm值為0. 22%以下。
具體實施例方式對于本發(fā)明中規(guī)定的各合金元素的添加范圍進行說明。C :0· 003 0. 05%作為高強度鋼，將C限定于極低的水平。它與其他的成分一同地與制造方法密切 相關(guān)。在鋼成分之中，C是給鋼材的特性帶來最大的影響的元素。下限0.003%是確保強 度、避免焊接等的熱影響區(qū)軟化到必要以上的最小值。C含量過多時，淬透性提高至必要以上，會給鋼材的強度與韌性的平衡、焊接性等 造成不良影響。另外，如后述那樣，根據(jù)目標(biāo)的板厚、強度，有在比較低的溫度下停止加速冷 卻的情況，此時，為了抑制鋼材表面背面附近的極端的硬化、板厚方向的材質(zhì)變動，將上限 確定為0. 05%。從操作變動、與其他成分的平衡考慮，為了避免強度降低，下限優(yōu)選為0. 005%，進 而更優(yōu)選為0.01%。另外，為了避免過度的淬火硬化、材質(zhì)變動，上限優(yōu)選為0.04%，更優(yōu) 選為0. 03%。Si :0· 60% 以下Si是為脫氧而在鋼中含有的元素，若較多地添加，則焊接性、HAZ韌性劣化，因此上限確定為0. 60%。鋼的脫氧也可采用Ti、Al進行，因此根據(jù)與這些元素的平衡來確定含 量即可?？墒?，從HAZ韌性、淬透性等的觀點考慮，越低越優(yōu)選，也可以沒有添加。因此，也 可以將上限限制為0. 40%,0. 20%,0. 10%。另外，在煉鋼工廠制造鋼的場合，通常即使是不 添加Si、并利用Ti、Al來脫氧的情況下，也含有0. 01%以上的Si。
Mn: 0· 6 2.0%Mn是在確保常溫的強度、韌性上不可缺少的元素，其下限為0.6%。優(yōu)選為0.8% 以上或1.0%以上?？墒?，Mn量過多時，淬透性上升，不僅使焊接性、HAZ韌性劣化，而且助 長連鑄板坯的中心偏析，因此上限確定為2. 0%。優(yōu)選為1. 8%以下，更優(yōu)選為1. 6%以下或 1.4%以下。P :0· 020% 以下 P在其含量少時，具有使HAZ中的晶界破壞減少的傾向，因此越少越優(yōu)選。若含量 多，則使母材、焊接區(qū)的低溫韌性劣化，因此上限確定為0.020%。更優(yōu)選為0.015%以下、 0.010%以下或0.008%以下。當(dāng)然也可以不添加。S :0· 010% 以下從母材的低溫韌性的觀點出發(fā)，S越少越優(yōu)選。若含量多，則使母材、焊接區(qū)的低 溫韌性劣化，因此上限確定為0.010%。更優(yōu)選為0.008%以下、0.006%、0. 004%。當(dāng)然也 可以不添加。Cr :0· 20 1.5%Cr是本申請發(fā)明中的最重要的元素之一。為了確保高溫強度，必須與Nb —同地添 加Cr。這是因為，由于Cr的淬透性提高效果，相變溫度降低，含有滲碳體的硬質(zhì)組織變?yōu)樨?氏體，因此提高常溫和高溫時的強度，而且在高溫時，利用由Cr的析出物(碳氮化物)帶來 的析出強化的緣故。為了享有這些效果，Cr的含量最低需為0.20%。優(yōu)選為0. 35%以上，更優(yōu)選為 0. 50%以上、0.8%或1.0%以上?？墒?，若添加量過多，則招致母材、焊接區(qū)的韌性和焊接性 的劣化，還失去經(jīng)濟性，因此上限確定為1.5%。優(yōu)選為1.3%以下。Nb :0· 005 0. 05%Nb與Cr 一同是本申請發(fā)明中的最重要的元素。與Cr同樣，為了確保高溫強度而 利用由Nb的析出物(碳氮化物)帶來的析出強化。因此，至少需為0.005%以上。優(yōu)選為0.010%以上?？墒?，若添加量過多，則招致 焊接區(qū)的韌性劣化，因此上限確定為0. 05%。優(yōu)選為0. 045%以下、更優(yōu)選為0. 030%以下。 另外，Nb的添加會使奧氏體的未再結(jié)晶溫度上升，也有助于最大限度地發(fā)揮熱軋制時的控 制軋制的效果。通過上述的Cr和Nb的復(fù)合添加，即使無Mo也能夠確保高溫強度。因此，在本申 請發(fā)明中，不進行Mo的有意的添加。另外，作為雜質(zhì)的Mo限制在無意地混入的情況下的 0. 03%以下。Al :0· 060% 以下Al是一般為脫氧而在鋼中含有的元素。脫氧也可以采用Si或Ti進行，因此根據(jù) 與這些元素的平衡來確定其含量即可。可是，若Al含量增多，則不僅鋼的潔凈度變差，而且 焊縫金屬的韌性劣化，因此上限確定為0. 060%。優(yōu)選為0. 040%以下。其含量越少越優(yōu)選， 也可以不添加。另外，在煉鋼工廠制造鋼的場合，一般地即使是不利用Al進行脫氧的情況 下，也含有0. 001%以上的Al。N :0· 001 0. 006%N是作為不可避免的雜質(zhì)而在鋼中含有的元素，但與Nb結(jié)合形成碳氮化物，使強度增加，另外，形成TiN，如上述那樣提高鋼的性能。因此，作為N含量，最低需為0. OOl %。 優(yōu)選為0.0015%以上。然而，N含量的增加對焊接熱影響區(qū)韌性、焊接性有害，在本發(fā)明鋼 中，其上限為0.006%。更優(yōu)選為0.0045%以下。接著對可根據(jù)需要而含有的V、Ti的添加理由進行說明。V :0· 01 0.10%V具有與Nb大致同樣的效果，本申請發(fā)明中的V的作用，是補充Nb的。但是，V與 Nb相比，效果小，對淬透性也造成影響，因此對上下限進行限定。下限作為可切實地享有添 加V的效果的最少量，確定為0.01%。優(yōu)選為0.025%以上。上限，考慮到對后述的焊接裂 紋敏感性組成Pai的影響，確定為0. 10%。優(yōu)選為0. 08%以下，更優(yōu)選為0. 05%以下。Ti :0· 005 0. 025%為了提高母材和焊接熱影響區(qū)韌性而優(yōu)選添加Ti。原因是Ti在Al含量少時(例 如0. 003%以下)與0結(jié)合，形成以Ti2O3為主成分的析出物，成為生成晶粒內(nèi)相變鐵素體 的核，使焊接熱影響區(qū)韌性提高。另外，Ti與N結(jié)合，作為TiN在鋼材中微細析出，抑制加熱時的γ晶粒的粗大化， 對軋制組織的細?；行?。而且，鋼材中存在的微細TiN，在焊接時使焊接熱影響區(qū)組織細 ?；鬼g性提高。為了得到這些效果，Ti最低需為0.005%?？墒侨舳噙^，則形成TiCdi 低溫韌性、焊接性劣化，因此其上限確定為0. 025%。優(yōu)選為0. 020%以下。接著對于Ni、Cu、B、Mg的添加理由進行說明。在基本的成分中還添加這些元素的主要目的，是為了不損害本發(fā)明鋼的優(yōu)異的特 征而使強度、韌性等特性提高。因此是其添加量應(yīng)自然而然地被限制的性質(zhì)的元素。Ni :0· 05 0. 50%Ni若不過剩地添加，則不會對焊接性、焊接熱影響區(qū)韌性造成不良影響而使母材的強度、韌性提高。為了發(fā)揮這些效果，必須至少添加0.05%以上。另一方面，過剩的添加，不僅是高價格，在焊接性上也不優(yōu)選。另外，若較多地添加 Ni，則在液態(tài)氨中具有誘發(fā)應(yīng)力腐蝕裂紋(SCC)的可能性。根據(jù)本發(fā)明者們的實驗，直到 1.0%的添加不會使焊接性、在液態(tài)氨中的SCC大大劣化，提高強度、韌性的效果大，但以經(jīng) 濟性為優(yōu)先，上限確定為0. 50%。進一步優(yōu)先考慮經(jīng)濟性的場合，也可以限制在0. 35%。Cu :0· 05 0. 50%Cu顯示與M大致同樣的效果、現(xiàn)象，過剩的添加，除了焊接性劣化以外，在熱軋制 時還產(chǎn)生Cu致裂紋，導(dǎo)致制造困難，因此上限限制在0. 50%。下限應(yīng)該為可得到實質(zhì)的效 果的最小量，為0.05%。優(yōu)先考慮經(jīng)濟性的場合，也可以將上限限制在0.30%。B :0· 0002 0. 003%B在奧氏體晶界偏析，抑制鐵素體的生成，由此使淬透性提高，有助于強度提高。為 了享有該效果，最低需為0. 0002%以上?？墒?，過多的添加，不僅淬透性提高效果飽和，而且也有形成在韌性上有害的B析 出物的可能性，因此上限確定為0.003%。優(yōu)選為0.002%以下。另外，作為罐用鋼等，擔(dān)心 應(yīng)力腐食裂紋的情況下，降低母材和焊接熱影響區(qū)的硬度成為關(guān)鍵點的情況較多(例如為 了防止硫化物應(yīng)力腐食裂紋(SCC)，必須使洛氏硬度為HRC < 22 (HV < 248))，在這樣的情 況中，并不優(yōu)選添加使淬透性增大的B。另外，雖然B具有上述那樣的提高強度的效果，但存在由B添加導(dǎo)致的熱影響區(qū)韌性等的材質(zhì)劣化的問題，因此為了避免這些問題，更優(yōu)選將B 限制在0. 0003%以下或不添加。Mg 0. 0002 0. 005%Mg在焊接熱影響區(qū)中抑制奧氏體晶粒生長，具有細?；淖饔茫芍\求焊接區(qū)的 強韌化。為了享有這樣的效果，Mg需為0.0002%以上。另一方面，若添加量增加，則相對于 添加量的效果量變小，因此在成本上不是上策，因此上限確定為0. 005%。優(yōu)選為0. 0035% 以下。接著對Ca或REM的添加理由進行說明。Ca :0. 0005 0. 004%REM 0. 0005 0. 008%Ca和REM控制MnS的形態(tài)，提高母材的低溫韌性，除此以外還使在濕潤硫化氫環(huán)境 下的氫誘發(fā)裂紋(HIC、SSC、S0HIC)敏感性降低。為了發(fā)揮這些效果，最低需為0.0005%?？墒?，過多的添加，反倒使鋼的潔凈度惡化，使母材韌性惡化和使在濕潤硫化氫環(huán) 境下的氫誘發(fā)裂紋(HIC、SSC、S0HIC)敏感性提高，因此添加量的上限，Ca、REM分別限定為 0. 004%,0. 008%o優(yōu)選分別為0.003%以下、0.006%以下。另外，Ca和REM具有大致同等 的效果，因此在上述范圍內(nèi)添加任一種即可，也可以添加兩者。即使限定鋼的各個成分，若成分系整體不適當(dāng)，也得不到優(yōu)異的特性。在本申請發(fā) 明中，根據(jù)各元素的含量(質(zhì)量％ )，由以下的式定義的焊接裂紋敏感性組成P 的值限定 在0. 22%以下。PCM = C+Si/30+Mn/20+Cu/20+Ni/60+Cr/20+Mo/15+V/10+5B 是表示焊接性的指標(biāo)，越低焊接性越良好。在JIS G 3106「焊接結(jié)構(gòu)用軋制鋼 材」中，雖然也根據(jù)強度水平、板厚而不同，但是最嚴(yán)格的，規(guī)定為0. 24%以下。根據(jù)本發(fā)明者們對廣泛的鋼種的各種焊接裂紋試驗，作為在更嚴(yán)格的拘束條件、 環(huán)境條件下也能夠切實防止焊接冷裂紋的條件，是將PeM限定為0. 22%以下。另外，下限雖 然沒有特別限定，但由各成分的限定范圍，自然而然地被制約。接著，對制造條件進行說明。在熱軋制之前的加熱溫度限定在1000 1300°C的理由，是為了將加熱時的奧氏 體晶粒保持較小，謀求軋制組織的微細化。1300°C是加熱時的奧氏體沒有極端地粗大化的 上限溫度，若加熱溫度超過該值，則奧氏體晶粒粗大混?；?，相變后的組織也粗大化，因此 鋼的韌性顯著劣化。另一方面，若加熱溫度過低，則根據(jù)板厚，不僅難以確保后述的軋制結(jié)束溫度，而 且從用于使奧氏體的未再結(jié)晶溫度上升、呈現(xiàn)析出強化的Nb的固溶化的觀點出發(fā)，下限確 定為1000°C。最優(yōu)選的加熱溫度范圍為1050 1250°C。將在上述的條件下加熱的鋼材在800°C以上結(jié)束熱軋制后進行冷卻。冷卻手段不 特別限定?？梢苑胖糜诖髿庵羞M行冷卻，但通過從750°C以上的溫度進行加速冷卻到550°C 以下的溫度，可更加提高鋼材的特性。軋制結(jié)束溫度若低于800 °C，則在C含量比較少的本申請發(fā)明鋼中，鐵素體相變析 出，有可能加工(軋制)鐵素體，在低溫韌性確保方面并不優(yōu)選。因此，軋制結(jié)束溫度限定 在800°C以上。優(yōu)選為820°C以上。
在800°C以上結(jié)束熱軋制后，強度比較低的所謂的40公斤級鋼(例如JIS標(biāo)準(zhǔn)的 SM400、SN400鋼)即使放置于大氣中冷卻也能夠滿足規(guī)定的強度?？墒?，若為50公斤級鋼(例如JIS標(biāo)準(zhǔn)的SM490、SN490鋼)、或在40公斤鋼中板 厚增厚，則在放置于大氣中的冷卻態(tài)下，也難以穩(wěn)定確保強度，因此優(yōu)選在800°C以上結(jié)束 熱軋制后，從750°C以上的溫度加速冷卻。軋制后的加速冷卻，是為了更加提高鋼材的特性， 并不損害本申請發(fā)明的優(yōu)異的特征。加速冷卻，畢竟是用于通過加快相變區(qū)的冷速來將組織微細化，使強度和韌性同 時提高的冷卻。因此，如果在相變開始前或者至少相變結(jié)束前不開始，則實質(zhì)上沒有意義。 因此，加速冷卻開始溫度限定在750°C以上。該加速冷卻，在享有其效果上，必須冷卻到 550°C以下的溫度。當(dāng)為超過550°C的溫度時，加速冷卻時的相變未充分進行，組織的微細化 不充分。因此優(yōu)選的加速冷卻的開始溫度為760°C以上，優(yōu)選的加速冷卻的停止溫度的范圍 為520以下且300°C以上。另外，加速冷卻時的冷卻速度，也取決于鋼成分、所謀求的強度、低溫韌性水平，但 優(yōu)選在板厚方向從表面起為板厚的1/4的位置，從加速冷卻開始溫度到550°C的平均冷卻 速度為3°C/秒以上。另外，即使對于冷卻后的軋制材料，附加Acl溫度以下的回火處理，也不會損害本 申請發(fā)明的優(yōu)異的特征。為了消除冷卻的不均勻性、提高材質(zhì)的板內(nèi)均勻性而索性優(yōu)選。實施例采用轉(zhuǎn)爐-連鑄-厚板工序制造各種鋼成分的鋼板(厚度19 100mm)，調(diào)查了其 材質(zhì)。表1示出比較鋼以及本申請發(fā)明鋼的鋼成分，表2示出鋼板的制造條件和各種特性。根據(jù)本申請發(fā)明制造的鋼板(本發(fā)明鋼)，全部具有良好的特性。與此相對，可知 不根據(jù)本申請發(fā)明而制造的鋼板(比較鋼)，某種特性較差。比較鋼11由于C含量高，因此與本申請發(fā)明鋼比較，母材、模擬HAZ的低溫韌性均差。比較鋼12沒有添加Nb，另外，比較鋼13的Cr含量低，因此高溫強度均低。比較鋼14由于C含量低，因此高溫強度低。比較鋼15由于Cr含量高，因此母材、模擬HAZ的韌性均差。比較鋼16由于Nb量高，因此HAZ韌性差。比較鋼17-1 17-3的成分，與本申請發(fā)明鋼5相同。可是，比較鋼17-1的軋制 結(jié)束溫度低，作為結(jié)果，加速冷卻開始溫度不能確保而變低，因此常溫強度、高溫強度均低。 比較鋼17-2由于加速冷卻開始溫度低，因此常溫強度、高溫強度均低。比較鋼17-3由于加 速冷卻停止溫度高，因此常溫強度、高溫強度均低。比較鋼18，雖然各個元素、制造方法在本申請發(fā)明范圍內(nèi)，常溫和高溫的強度、韌 性等滿足作為490MPa級的所需特性，但是PeM高，因此在焊接性(斜y型焊接裂紋試驗)上 產(chǎn)生了裂紋。
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結(jié)果，作為建筑結(jié)構(gòu)用，可減輕或省略耐火被覆。另外，在建筑以外的用途中，也具備強度、 韌性等的基本性能，而且還具備高溫強度，因此作為有可能遭受高溫的焊接結(jié)構(gòu)物用鋼，可 更加提高結(jié)構(gòu)物的安全性。 本發(fā)明中表示數(shù)值范圍的“以上”和“以下”均包括本數(shù)。
權(quán)利要求
一種高溫強度和低溫韌性優(yōu)異的焊接結(jié)構(gòu)用鋼的制造方法，其特征在于，將下述鋼材加熱至1000～1300℃的溫度，在800℃以上的溫度結(jié)束熱軋制，然后進行冷卻，所述鋼材其成分以質(zhì)量％計為C0.003～0.05％、Si0.60％以下、Mn0.6～2.0％、P0.020％以下、S0.010％以下、Cr0.20～1.5％、Nb0.005～0.05％、Al0.060％以下、N0.001～0.006％，而且將作為雜質(zhì)的Mo限制在0.03％以下，其余部分由鐵以及不可避免的雜質(zhì)構(gòu)成，由PCM＝C+Si/30+Mn/20+Cu/20+Ni/60+Cr/20+Mo/15+V/10+5B定義的焊接裂紋敏感性組成PCM值為0.22％以下。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高溫強度和低溫韌性優(yōu)異的焊接結(jié)構(gòu)用鋼的制造方法，其特 征在于，結(jié)束所述熱軋制后，從750°C以上的溫度開始加速冷卻，在550°C以下的溫度停止 加速冷卻。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的高溫強度和低溫韌性優(yōu)異的焊接結(jié)構(gòu)用鋼的制造方法， 其特征在于，以質(zhì)量％計還含有V 0. 01 0. 10%,Ti 0. 005 0. 025%之中的任一種或兩種。
4.根據(jù)權(quán)利要求1 3的任一項所述的高溫強度和低溫韌性優(yōu)異的焊接結(jié)構(gòu)用鋼的制 造方法，其特征在于，以質(zhì)量％計還含有Ni 0. 05 0. 50%, Cu 0. 05 0. 50%, B 0. 0002 0. 003%,Mg 0. 0002 0. 005%之中的任一種或兩種以上。
5.根據(jù)權(quán)利要求1 4的任一項所述的高溫強度和低溫韌性優(yōu)異的焊接結(jié)構(gòu)用鋼的制 造方法，其特征在于，以質(zhì)量％計還含有Ca 0. 0005 0. 004%,REM 0. 0005 0. 008%之中的任一種。
6.一種高溫強度和低溫韌性優(yōu)異的焊接結(jié)構(gòu)用鋼，其特征在于，是將下述鋼材加熱至 1000 1300°C的溫度，在800°C以上的溫度結(jié)束熱軋制，然后冷卻而得到的，所述鋼材其成 分以質(zhì)量％計為C 0. 003 0. 05%, Si 0. 60% 以下、 Mn 0. 6 2. 0%、 P 0. 020% 以下、 S 0. 010% 以下、Cr :0. 20 1. 5%、 Nb :0. 005 0· 05%、 Al :0.060% 以下、N :0. 001 0. 006%，而且將作為雜質(zhì)的Mo限制在0. 03%以下，其余部分由鐵以及不 可避免的雜質(zhì)構(gòu)成，由 Pcm = C+Si/30+Mn/20+Cu/20+Ni/60+Cr/20+Mo/15+V/10+5B 定義的焊 接裂紋敏感性組成Pcm值為0. 22%以下。
全文摘要
本發(fā)明通過將含有C0.003～0.05％、Si0.60％以下、Mn0.6～2.0％、P0.020％以下、S0.010％以下、Cr0.20～1.5％、Nb0.005～0.05％、Al0.060％以下、N0.001～0.006％，而且作為雜質(zhì)的Mo限制在0.03％以下，其余部分由鐵以及不可避免的雜質(zhì)構(gòu)成的、由PCM＝C+Si/30+Mn/20+Cu/20+Ni/60+Cr/20+Mo/15+V/10+5B定義的焊接裂紋敏感性組成PCM值為0.22％以下的鋼材加熱至1000～1300℃的溫度，在800℃以上的溫度結(jié)束熱軋制，然后進行冷卻，從而廉價地制造高溫強度和低溫韌性優(yōu)異的焊接結(jié)構(gòu)用鋼。
文檔編號C22C38/58GK101849026SQ200980000058
公開日2010年9月29日 申請日期2009年1月15日 優(yōu)先權(quán)日2009年1月15日
發(fā)明者植森龍治, 渡部義之 申請人:新日本制鐵株式會社