專利名稱：：剪切性優(yōu)異的高熱能輸入焊接用厚鋼板的制作方法
技術領域：
：本發(fā)明涉及例如適用于船舶和海洋結構物等的焊接結構物的厚鋼板，尤其是涉及高熱能輸入焊接后的熱影響部(HeatAffectedZone:HAZ)的韌性優(yōu)異，并且剪切性也優(yōu)異的厚鋼板。
背景技術：
：近年來，例如集裝箱船等的大型化推進，板厚40mm以上的厚鋼板被使用。為了高效率地焊接這樣的厚鋼板，就要求進行輸入熱量為40kJ/mm以上的這種高熱能輸入焊接或超高熱能輸入焊接(以下由"高熱能輸入焊接"代表)。然而，若進行高熱能輸入焊接，則HAZ被加熱到高溫的奧氏體區(qū)域之后又被徐冷，因此該組織粗大化，存在HAZ韌性顯著劣化這樣的問題。由此，歷來都不得不限制焊接輸入熱量。為了在這樣的高熱能輸入焊接下達成良好的HAZ韌性，例如專利文獻1提出，使厚鋼板中的C含量降低，并且限制不可避免混入的P的含量，此外再將Nb和B的含量控制在適當?shù)姆秶鷥?。另外，專利文獻2是使存在于焊接用鋼中的TiN系夾雜物之中積極地含有Nb，從而抑制粗大鐵素體的生成。然而在這些技術中，TiN不足或TiN充足時，該TiN都會粗大化，來自CaO氧化物的釘軋效果不充分，因此HAZ韌性的還有進一步改善的余地。另外，關于后述的母材鋼板的剪切性也沒有考慮。專處文獻3提出，使鋼材中比較大量地含有N，且適當控制Ti和B的含量。然而在這一技術中，TiN和BN的析出量不充分，也不夠微細，另外由于不添加Nb致使淬火性低，因此鐵素體變得粗大，所以HAZ韌性的還有進一步改善的余地。另外，關于后述的母材鋼板的剪切性也沒有考慮。另一方面，通過熱軋被軋制成規(guī)定板厚的厚鋼板，由冷卻床冷卻后被進行測量作業(yè)，測量過的厚鋼板將被切斷成規(guī)定尺寸的寬度和長度。而且，該切斷其進行是利用剪斷機的切斷和氣體切斷。通常，對板厚比50mm左右的薄的厚鋼板用剪斷機切斷，對板厚比50mm左右厚的厚鋼板則進行氣體切斷，但是作為所述剪斷機，有切斷厚鋼板的頂部和低部的剪切機，切斷耳部的切邊機(sideshear)、將厚鋼板的寬度方向一分為二的切斷機(slitter)、將長度方向切斷成規(guī)定的尺寸的切頭機(endshears)等，使厚鋼板通過由這些切斷機構成的切斷線，其將成為規(guī)定的尺寸。在上述這樣的剪斷工序中發(fā)生的鋼板切斷面的不良，已知有毛刺、翹起(力二'J)、機械裂紋、切口、分層，當這些發(fā)生或變大時，則不能直接作為制品使用，而是需要磨床研磨等的修整和再切斷，這將招致成品率的降低和制造成本的上升。作為上述這樣的切斷面不良的對策，至今為止有各種提案。作為這一技術，例如在專利文獻l中提出，這些切斷面不良由剪斷機的設備的條件決定的程度很大，從而將剪斷機的設備條件管理在適當值。另外，在專利文獻4中作為減少毛刺的方法，公開有預熱包括切斷線在內的切頭部之后，再利用剪斷機切斷的方法。本發(fā)明者們根據(jù)對現(xiàn)有的技術進行研究時確認，即使是適當管理剪斷機的設備條件，作為機械結構用、建筑土木或管道鋼管用所適用的這種抗拉強度為550MPa以上的高韌性高強度厚鋼板的斷裂面中，雖然發(fā)生頻度少，但是仍有沿著板厚中心部發(fā)生的裂紋(以下稱為"剪切裂紋")。適用于上述這樣各種用途的厚鋼板，需要在短期內大量生產，不用預熱便可由剪斷機切斷。有剪切裂紋發(fā)生時，必須通過離線的氣體切斷進行再切斷，以除去裂紋部分，不得已會造成大幅的工期延長和制造成本的增加。然而，至今為止的實際情況是，能夠有效防止這種剪切裂紋的技術尚未確立。作為防止剪切裂紋的技術，例如在專利文獻5中提出有通過使軋制后的冷卻速度增大(加速冷卻)，從而調整鋼材中的偏析以改善剪切性的技術，但是因為實施高速冷卻，所以存在能夠制造的強度范圍受限的問題，作為針對剪切裂紋的對策不夠充分。專利文獻1特開2003-166033號公報專利文獻2特開2004-218010號公報專利文獻3特開2005-200716號公報專利文獻4特開平6-190627號公報專利文獻5特開2001-26821號公報非專利文獻1"鐵鋼便覽第3巻in(1)軋制基礎.鋼板"(日本鐵鋼協(xié)會編，第3版，第285頁)
發(fā)明內容本發(fā)明在這種狀況下而做，其目的在于，提供一種在高熱能夠輸入焊接下顯示出良好的HAZ韌性，并且即使用剪斷機切斷時，也不會發(fā)生剪切裂紋的剪切性優(yōu)異的厚鋼板。能夠達成上述目的的所述本發(fā)明的厚鋼板，具有如下幾點要旨分別含有C:0.0300.15%(質量％的意思，下同)、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%、Ti:0.0150.03%、B:0.00100.0035%、N:0.00500.01%、Ca:0.005%以下(不含0%)、0:0.01%以下(不含0%)，并且是滿足下式(1)和(2)的厚鋼板，且有貝氏體分率為95面積％以上的組織，貝氏體的塊尺寸的平均當量圓直徑為40pm以下，并且貝氏體的塊尺寸的最大當量圓直徑與所述平均當量圓直徑的差為40Mm以下。還有，上述所謂"當量圓直徑"，是著眼于貝氏體*塊的大小，求得與其面積相等的狀態(tài)下假定的圓的直徑。1.5《[Ti]/[N]《4.0…(1)40《X值《160…(2)X值=500[C]+32[Si]+8[Mn]_9[Nb]+14[Cu]+17[Ni]一5[Cr]—25[Mo]—34[V](式中，[]表示各元素的含量(質量％)。)在本發(fā)明的厚鋼板中，從良好的低溫韌性和HAZ韌性的觀點出發(fā)，優(yōu)選滿足如下等的要件(a)S域的溫度范圍為4(TC以下；(b)在深度t/4的位置(1=板厚)，Ti系碳'氮化物的平均粒徑為43nm以下。還有，所謂"Ti系碳氮化物"也包括含有Ti的碳化物、氮化物和碳氮化物的任意一種的宗旨。本發(fā)明的厚鋼板，其基本是分別含有所述的C、Si、Mn、P、S、AI、Ti、B、N、Ca、O，并且是滿足所述(1)式和(2)式的厚鋼板，余量由Fe和不可避免的雜質構成。但是，根據(jù)需要，再含有如下等元素也有用(a)Nb:0.035%以下(不含0%);(b)Cu:2.0%以下(不含0%)、Ni:2.0°/。以下(不含0°/。)禾BCr:2.0%以下(不含0%)之中的1種以上；(c)Mo:1.0%以下(不含0%);(d)V:0.1%以下(不含0%);(e)Mg、Sr、Ba之中的l種以上合計0.01%以下(不含0%);(f)稀土類元素0.01%以下(不含0%);(g)Zr、Ta和Hf之中的1種以上合計0.05%以下(不含0%);(h)Co:2.5%以下(不含0%)和/或W:2.5%以下(不含0%)，根據(jù)所含有的成分，鋼板的特性得到進一步改善。根據(jù)本發(fā)明，通過將各成分的量和組織納入適當?shù)姆秶鷥?，并且調整化學成分組成，使之滿足上式(1)和(2)，且適當?shù)乜刂曝愂象w的塊尺寸的平均當量圓直徑、和貝氏體的塊尺寸的最大當量圓直徑與所述平均當量圓直徑的差，由此能夠實現(xiàn)在高熱能輸入焊接下仍顯示出優(yōu)異的HAZ韌性，并且剪切性也優(yōu)異的厚鋼板。圖1是表示提取HAZ韌性(vE-4o)測定用的試驗片的位置的概略圖。具體實施例方式本發(fā)明者們，通過使Ti系碳*氮化物微細化，嘗試在高熱能輸入焊接下仍達成良好的HAZ韌性?，F(xiàn)有的Ti系碳'氮化物的分散狀態(tài)，被認為如果鋼水凝固時的冷卻速度一定，則只由Ti、N的添加平衡來決定。但是本發(fā)明者們銳意研究的結果發(fā)現(xiàn)，通過縮小在鋼的狀態(tài)圖中所表示的5域的溫度范圍，即使在相同的Ti、N添加量下，也能夠使Ti系碳'氮化物微細分散。規(guī)定上述(2)式的關系的X值，是關于S域的溫度范圍的函數(shù)。本發(fā)明者們試圖改善HAZ韌性而發(fā)現(xiàn)了上述(2)式的關系，但首先對其原委進行說明。上述所謂"S域"，意思是在鋼的狀態(tài)圖中含有S鐵的區(qū)域。該"含有5鐵的區(qū)域"，除了只有5鐵的區(qū)域以外，也包括含有S+y的2相域等S鐵以外的狀態(tài)的區(qū)域。而且所謂"S域的溫度范圍"，是指含有S鐵的溫度范圍(3域的上限溫度和下限溫度的差)。在此，在特定組成的鋼中，例如存在只有5鐵的溫度范圍和5+y鐵的溫度范圍時，這些溫度范圍的合計為5域的溫度范圍。該5域的溫度范圍，能夠通過將鋼板的化學成分組成輸入綜合熱力學計算軟件(Thermo-calc，可以從CRC綜合研究所購買)來進行計算。在該S鐵中，因為Ti的擴散速度快，所以5域的溫度范圍寬，這地則認為5鐵存在的時間長，粗大的Ti系碳，氮化物容易被形成。因此，對于通過調整化學成分組成而縮小S域的溫度范圍，以使Ti系碳，氮化物微細化進行研究。為此，通過Thermo-calc的計算，以特定成分為基準只變更公學成分量的l個，由此調查各化學成分對S域的溫度范圍的影響。根據(jù)這一研究，確實了與S域的溫度范圍存在相關關系，由化學成分組成的函數(shù)表示的X值X值=500[C]+32[Si]+8[Mn]—9[Nb]+14[Cu]+17[Ni]一5[Cr]—25[Mo]—34[V](式中，[]表示各元素的含量(質量％)。)X值在上述式中的系數(shù)，來自特定成分的鋼，其對應于使各化學成分變化時的5域的溫度范圍的變化量。具體來說，例如[C]的系數(shù)的"500"，意思是使C量增大0.01。/。時，通過Thermo-calc的計算，5域的溫度范圍約減少5。C。而且X值和S域的溫度范圍大體處于反比較的關系(如果X值增大，則5域的溫度范圍減少這樣的關系)。還有，在規(guī)定上述X值的元素之中，除了本發(fā)明的厚鋼板的基本成分(C、Si、Mn)以外，還含有根據(jù)需要的含有的元素(Nb、Cu、Ni、Cr、Mo、V等)，但不含這些元素時，則取消這些項目來計算X值，當含有這些元素時，則根據(jù)上式計算X值即可?；谶@樣的考慮，制造具有各種X值的鋼板并進行調查時發(fā)現(xiàn)，通過使X值增大，能夠使Ti系碳'氮化物的平均粒徑微細化，能夠使HAZ韌性提高。而且發(fā)現(xiàn)，通過使X值增大，鋼板的低溫韌性也有所提高。這一現(xiàn)象被推定是由于Ti系碳氮化物的平均粒徑減小。如此，本發(fā)明的厚鋼板，在其化學成分組成滿足下式(2):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，[]表示各元素的含量(質量％)。)這一點上具有重大特征。但是，并不受上述這樣的推定理由(5域的溫度范圍的減少帶來的碳*氮化物的平均粒徑的減小，平均粒徑的減小帶來的HAZ韌性和低溫韌性的提高等)限制，本發(fā)明的范圍由專利權利要求的范圍決定。即，滿足專利權利要^t的范圍中規(guī)定的構成要件的厚鋼板，包含在本發(fā)明的范圍內。如果各化學成分量在適當范圍內，則X值越大，Ti系碳，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40(優(yōu)選為45，更優(yōu)選為50)。X值的上限由各化學成分的適當量決定，為160(優(yōu)選為100以下，更優(yōu)選為75以下)。從硬質相MA組織(馬氏體一奧氏體的混合組織)的生成抑制的觀點出發(fā)，X值的優(yōu)選上限為75。在本發(fā)明的厚鋼板中，通過調整化學成分而使X值為40以上，從而使Ti系碳'氮化物微細。但是，若Ti含量和N含量的平衡被打破，則鋼板的韌性、特別是HAZ劣化。具體來說，當Ti含量[Ti]和N含量[N]的比([Ti]/[N])超過4.0時，Ti系碳'氮化物變得粗大，HAZ韌性降低。反之如果低于1.5，則由于過剩N的影響，致使低溫韌性和HAZ韌性降低。因此在本發(fā)明的厚鋼板中，除規(guī)定X值的上述(2)式以外，滿足下式(l):1.5《[Ti]/[N]《4.0…(1)，以此方式實現(xiàn)Ti含量[Ti]和N含量[N]的平衡也是特征之一。該[Ti]/[N]的優(yōu)選下限為2.0，優(yōu)選上限為3.5。從韌性的觀點出發(fā)，優(yōu)選本發(fā)明的厚鋼板中的Ti系碳，氮化物微細。因此本發(fā)明的厚鋼板中的Ti系碳氮化物優(yōu)選為43nm以下，更優(yōu)選為40nm以下，進一步優(yōu)選為35nm以下。本發(fā)明的Ti系碳，氮化物的平均粒徑的值是以如下方式測定的值。首先，作為代表鋼板的熱過程的部分，用透射型電子顯微鏡(TEM)，以觀察倍率6萬倍以上、觀察視野2.0pmX2.0jam以上，觀察處所5處以上的條件，觀察深t/4的位置(t-板厚)。然后，測定此視野中的各碳.氮化物的面積，由該面積計算各碳*氮化物的當量圓直徑。將此各碳*氮化物的當量圓直徑算術平均而得到的值為本發(fā)明的Ti系碳*氮化物的平均粒徑。還有，判別是不是Ti系碳氮化物，根據(jù)構成各碳氮化物粒子的主體的成分確定。S卩，所謂"Ti系碳'氮化物"，說的是將除去碳和氮的余量元素的合計質量設為100%時，Ti的比較為50質量。/。以上。元素的量能夠由能量色散型X射線檢測儀(EDX)決定。但是，因為過于微細的碳鎮(zhèn)化物不能測定，所以本發(fā)明中的"Ti系碳氮化物"限定在5nm以上。在厚鋼板中，如上述除了HAZ韌性良好以外，還要求剪切性優(yōu)異。若存在剪切后的切斷面的不良，則不能直接作為制品使用，需要用磨床等整修和再切斷，將招致成品率的降低和制造成本的上升。本發(fā)明者們從一并達成剪切性的提高這一觀點出發(fā)，也反復進行了研究。其結果發(fā)現(xiàn)，如果使厚鋼板的組織為貝氏體主體(貝氏體分率為95面積％以上)，并且進行著眼于貝氏體的塊尺寸(以下表述為"貝氏體'塊尺寸")的組織控制，則能夠使剪切性良好。在本發(fā)明的厚鋼板中，通過使貝氏體塊尺寸的平均當量圓直徑為40pm以下，并且將貝氏體*塊尺寸的最大當量圓直徑與所述平均當量圓直徑的差控制在40|im以下而減小組織的波動，則能夠實現(xiàn)優(yōu)異的剪切性。關于通過控制貝氏體組織而使剪切性良好的機理，雖然還不能十分地明確闡釋，但推定恐怕是由于組織越微細均一，局部的(微觀)的應力集中越減少，另外，因為原材自身也變得更強韌，所以沿劈開面的裂紋變少。為了發(fā)揮上述的效果，需要貝氏體塊尺寸以平均當量圓直徑計為40pm以下，但是貝氏體*塊尺寸越微細越好，優(yōu)選為30(im以下，更優(yōu)選為20jim以下(進一步優(yōu)選為lOpm以下)。另外貝氏體塊尺寸的最大當量圓直徑和所述平均當量圓直徑的差，從減小組織的波動這一觀點出發(fā)而控制在40,以下，但是該差的值也是越小越為優(yōu)選，優(yōu)選為30iam以下，更選為20pm以下(進一步優(yōu)選為10jLim以下)。貝氏體塊尺寸使用EBSP分析裝置(ElectoronBackscatterPattern分析裝置"TeXSEM"Laboratories社制)和FE-SEM(場發(fā)射型掃描電子顯微鏡-"XL30S-FEG"Philips社制)測定。以傾角為15°以上的邊界為貝氏體，塊，測定其大小(當量圓直徑)。這時的測定條件為，測定區(qū)域25(^mX250pm，測定間距間隔0.4ptm，表示測定方位的可靠性的可靠性指標(ConfidenceIndex)比0.1小的測定點從分析對象除外。另外，關于貝氏體*塊尺寸為2.0mm以下的，判斷為測定噪音，從貝氏體，塊尺寸的平均計算的對象中除外。在本發(fā)明中，需要是以貝氏體為主體的組織。另外通過以上述方式規(guī)定貝氏體*塊尺寸，良好的剪切性將得到發(fā)揮。但是，為了發(fā)揮這樣的效果，并不一定需要為100面積％的貝氏體組織，貝氏體分率為95面積％以上即可。作為貝氏體以外的組織，可列舉馬氏體、鐵素體或珠光體。還有，在本發(fā)明中，貝氏體分率遵循下述的方法測定。(貝氏體分率的測定方法)對于從各鋼板的t/4(t:板厚)位置提取的2cm角的試驗片進行鏡面研磨后，用硝酸乙醇腐蝕液(2%硝酸-乙醇溶液)進行蝕刻，通過光學顯微鏡觀察組織(倍率100倍)，針對作為n=10(次)拍攝的照片，利用圖像分析裝置(MediaCybernetics制Imega-ProPlus)，計算貝氏體分率。這時，鐵素體以外的板條狀組織全部視為貝氏體。本發(fā)明的厚鋼板，通過使其化學成分組成滿足上述(1)式和(2)式的關系，并且控制貝氏體*塊尺寸，會使HAZ韌性和剪切性均優(yōu)異。但是，即使?jié)M足這些條件，如果各個化學成分(各元素)的含量不在適當?shù)姆秶鷥?，則仍不能達成上述的效果。因此本發(fā)明的厚鋼板，除了滿足上述(1)式和(2)式，以及貝氏體*塊尺寸滿足規(guī)定范圍以外，各個化學成分的量處于以下所述這樣的適當范圍內也是一個特征。以下，對于化學成分分別進行說明。c是用于確保鋼板的強度所需要的元素，另外在用于縮小鋼的狀態(tài)圖中的S域的溫度范圍上是有效的元素。C含量低于0.030%時，這些效果得不到發(fā)揮。另一方面，若C含量超過0.15。/。，則硬質的第2相MA組織變得過多，母材韌性和HAZ韌性降低。因此將C含量定為0.0300.15%。C含量的優(yōu)選下限為0.040%(更優(yōu)選為0.050%以上)，優(yōu)選上限為0.10%(更優(yōu)選為0.070%以上)。Si在用于確保鋼板的強度上是有效的元素，因此優(yōu)選使之含有0.01%以上(更優(yōu)選為0.10%以上)。但是若過剩含有Si，則MA組織大量生成，母材韌性和HAZ韌性降低，因此其上限需要為1.0%以上。Si量的優(yōu)選上限為0.8%，更優(yōu)選為0.50%，進一步優(yōu)選為0.40%。Mn使淬火性提高，在確保鋼板的強度上是有效的元素。Mn含量低于0.8%時，強度確保的作用無法被充分地發(fā)揮。另一方面，若Mn含量超過2.0%，則母材韌性和HAZ韌性降低。因此將Mn含量定為0.82.0%。Mn含量的優(yōu)選下限為1.00%，更優(yōu)選為1.20%，進一步優(yōu)選為1.50%。另一方面，Mn量的優(yōu)選上限為1.80°/。，更優(yōu)選為1.60%。作為雜質的P，因為會對母材韌性和HAZ韌性造成不良影響，所以其量優(yōu)選盡可能少。因此P量為0.03%以下，優(yōu)選為0.01%以下。但是，工業(yè)上很難使鋼中的P量達到0%。S形成MnS，是使延性降低的元素，特別是在高張力鋼中不利影響變大，因此其量優(yōu)選盡可能少。因此S量為0.01%以下，優(yōu)選為0.005%以下。但是，工業(yè)上很難使鋼中的S量達到OQ/。。Al是具有脫氧和通過顯微組織的微細化而使母材韌性提高效果的元素。為了充分發(fā)揮這樣的效果而使八1含有0.01%以上。不過，若過剩地含有A1，則母材韌性和HAZ韌性反而降低，因此其上限為0.10%。Al含量的優(yōu)選下限為0.020%。另一方面，其優(yōu)選上限為0.060%，更優(yōu)選為0.040%以下。Ti與N形成微細的氮化物，抑制焊接時的HAZ的奧氏體晶粒的粗大化(所謂釘扎效果)，從而在用于提高HAZ韌性上是有效的元素。為了充分地發(fā)揮這樣的效果，含有Ti為0.015%以上。但是，若Ti含量變得過剩，則HAZ韌性反而劣化，因此將Ti含量的上限定為0.03%。Ti含量優(yōu)選為0.017°/。以上，0.020%以下。[B:0.00100.0035%]B在高熱能輸入焊接時，在HAZ、尤其是熔合部的附近，生成以BN為核的晶內鐵素體，并且還具有固溶N的固定作用，在HAZ韌性改善上是重要的元素。在本發(fā)明中，為了充分發(fā)揮其效果，含有B為0.0010。/。以上，比通常的厚鋼板中的含量多。但是，若B含量變得過剩，則在高熱能輸入焊接時會形成粗大的貝氏體組織，因此反而使HAZ韌性劣化。因此將B含量的上限定為0.0035%。B含量的優(yōu)選下限為0.0015%(更優(yōu)選為0.0020%)，優(yōu)選上限為0.0030%(更優(yōu)選為0.0025%以下)。。N與Ti結合而形成微細的碳氮化物，在高熱能輸入焊接時抑制奧氏體晶粒的粗大化，是具有提高HAZ韌性的效果的元素。若N含量過少，則上述效果無法被充分發(fā)揮，因此將其下限定為0.0050%。另一方面，若N含量變得過剩，則對母材韌性和HAZ韌性造成不利影響，因此將其上限定為0.01%。N含量的優(yōu)選下限為0.0055%，更優(yōu)選為0.0060%以上。另外，N含量的優(yōu)選上限為0.0090°/。，更優(yōu)選為0.0080%以下。Ca是具有使HAZ韌性提高效果的元素。詳細地說，Ca使MnS球狀化，通過這樣的夾雜物的形態(tài)控制來降低各向異性，由此使HAZ韌性提高。另一方面，其形成CaS、CaO，抑制HAZ的奧氏體晶粒的粗大化，由此使HAZ韌性提高。。為了充分地發(fā)揮這樣的效果，在鋼板中優(yōu)選含有Ca并優(yōu)選為0.0005%以上。然而，若Ca的含量過剩，則反而使母材韌性和HAZ韌性劣化，因此將其上限定為0.005%。Ca量的優(yōu)選上限為0.0030%，更優(yōu)選為0.0025°/。。O與Al、Ca、Mg等反應而在高溫下形成穩(wěn)定的氧化物，在防止HAZ的舊奧氏體晶粒的粗大化上是有效發(fā)揮作用的元素。這一效果隨著其含量的增多而增大，但是若是過剩則純凈度降低，HAZ韌性反而降低，因此將其上限定為0.01%。本發(fā)明的厚鋼板，除上述成分以外基本上由Fe和不可避免的雜質構成。但是本發(fā)明并不排除含有其他元素，在本發(fā)明的范圍中，也包括在不損害本發(fā)明的效果的范圍內含有其他成分元素的厚鋼板。例如在本發(fā)明的厚鋼板中，除上述成分以外，根據(jù)需要，再含有如下等元素也有效(a)Nb:0.035%以下(不含0%);(b)Cu:2.0%以下(不含0%)、Ni:2.0%以下(不含0%)禾BCr:2.0%以下(不含0%)之中的l種以上；(C)MO:1.0%以下(不含0%);(d)V:0.1%以下(不含0%);(e)Mg、Sr、Ba之中的l種以上合計0.01%以下(不含0%);(f)稀土類元素0.01%以下(不含0%);(g)Zr、Ta和Hf之中的1種以上合計0.05%以下(不含0%);(h)Co:2.5%以下(不含0%)禾口/或W:2.5%以下(不含0%)，根據(jù)所含有的成分的種類，鋼板的特性得到進一步改善。[Nb:0,035%以下(不含0%)]Nb使坯料的淬火性提高，是用于提高鋼板的強度上是有效的元素，根據(jù)需要含有。然而，若Nb含量變得過剩，則母材韌性和HAZ韌性降低，因此將其上限定為0.035%。為了發(fā)揮其效果而含有Nb優(yōu)選為0.005%以上，更優(yōu)選為0.010%以上。另夕卜，Nb含量的更優(yōu)選的上限為0.025%，進一步優(yōu)選為0.020%以下。Cu、Ni和Cr均是提高淬火性而有助于強度提高的元素，能夠根據(jù)需要添加。其中，Cu與C同樣使S域的溫度范圍縮小，被認為具有使Ti系碳氮化物微細化的效果。另外，Ni在用于使5域的溫度范圍縮小方面也是有效的元素。為了充分地發(fā)揮這樣的效果，推薦其含量均優(yōu)選為0.20%以上，更優(yōu)選為0.40%以上。若它們的量過剩，則母材韌性和HAZ韌性有降低的傾向，因此將其上限均定為2.0%。優(yōu)選為1.0%以下。[Mo:1.0%以下(不含0%)]Mo除了提高淬火性而使強度提高以外，在用于防止回火脆性方面也是有效的元素，能夠根據(jù)需要添加。為了充分地發(fā)揮這樣的效果，推薦Mo含量優(yōu)選為0.05%以上，更優(yōu)選為0.10%以上。但是，若Mo含量變得過剩，則母材韌性和HAZ韌性劣化，因此將其上限定為1.0%。Mo含量更優(yōu)選為0.50%以下。V是通過少量添加而具有提高淬火性和回火軟化阻抗效果的元素，能夠根據(jù)需要添加。為了充分地發(fā)揮這樣的效果，推薦V量優(yōu)選為0.01。/。以上，更優(yōu)選為0.02%以上。但是若V量過剩，則母材韌性和HAZ韌性劣化，因此將其上限定為0.1%。V量優(yōu)選為0.05。/。以下。Mg、Sr和Ba在厚鋼板中生成微細的氧化物，抑制HAZ的奧氏體晶粒的粗大化，由此在提高HAZ韌性上是有效的元素。為了充分地發(fā)揮這樣的效果，優(yōu)選含有它們的l種以上(合計)為0.0003%以上。然而，若它們的含量過剩，則反而使母材韌性和HAZ韌性劣化，因此其上限為0.01%。更優(yōu)選的上限為0.0040%，進一步優(yōu)選為0.0020%。稀土類元素(REM)作為氮化物或硫化物存在，在HAZ的奧氏體晶粒微細化和鐵素體相變的促進作用下而具有改善HAZ韌性的作用，能夠根據(jù)需要有效地活用。然而，若過剩地含有REM，則反而使HAZ韌性劣化，因此其上限優(yōu)選為0.01%。REM的更優(yōu)選上限為0.003%。還有，本發(fā)明中使用的REM包含鑭系稀土類元素的任意一種，含有它們的1種以上即可。Zr、Ta和Hf與Ti一樣形成碳"氮化物，抑制焊接時的HAZ的奧氏體晶粒的粗大化，因此在HAZ韌性的改善上是有效的元素。為了充分地發(fā)揮這一效果，優(yōu)選含有上述元素的1種以上合計為0.001%以上，但是，若它們的含量過剩，則母材韌性和HAZ韌性反而降低，因此含有這些元素時，優(yōu)選其合計為0.05%以下，更優(yōu)選為0.03%以下。Co和W使淬火性提高，是具有提高鋼板的強度的元素。為了充分地發(fā)揮這一效果，優(yōu)選含有它們之中的1個或雙方，分別為0.2%以上。但是，若它們的量過剩，則母材韌性和HAZ韌性劣化，因此它們的量的上限均定為2.5%。當制造本發(fā)明的厚鋼板時，根據(jù)通常的熔煉法，將如上述滿足化學成分組成、[Ti]/[N]和X值的要件的鋼進行熔煉，冷卻該鋼水并成為板坯后，例如加熱至950130(TC的范圍后，進行熱軋，850土50。C的溫度范圍的軋制道次為4次以上(其中每l道次的壓下量為5mm以上)，接著使750800。C下的累積壓下率為1030%而結束軋制，其后以5tV秒以上冷卻70040(TC的溫度范圍即可。在上述制造條件中，之所以使850士5(TC的溫度范圍的軋制道次為4次以上，每1道次為5mm以上，是出于貝氏體塊尺寸的微細化這一觀點，若這時的軋制道次低于4次，則不能使貝氏體，塊尺寸以平均當量圓計為40pm以下。另外，之所以使75080(TC下的累積壓下率為1030%，是出于減小貝氏體*塊尺寸，并且減小其最大值的觀點，這時的壓下率低于10%時，貝氏體'塊尺寸的平均當量圓直徑將超過40Kim，若壓下率超過30%，則貝氏體，塊尺寸的最大當量圓直徑變大，它們的差(貝氏體'塊尺寸的最大當量圓直徑與平均當量圓直徑的差)將超過40iLim。另外，之所以以5i:/秒以上在7oo40(rc的溫度范圍進行冷卻，依據(jù)的觀點是，盡可能快地冷卻貝氏體相變的溫度域(700400°C)，從而減小貝氏體'塊尺寸，該溫度域下的冷卻速度低于5'C/秒，貝氏體'塊尺寸的平均當量圓直徑將超過40|im。本發(fā)明的厚鋼板，因為控制X值而使S域的溫度范圍狹小，所以以通常的條件冷卻鋼水(例如從1500。C以0.12.(TC/秒的冷卻速度冷卻至1100。C)而形成板坯，由此能夠形成充分小的Ti系碳'氮化物的平均粒徑。但是，為了形成更微細的碳'氮化物，優(yōu)選變更鑄造機的冷卻水量和冷卻方法，以使凝固時的冷卻速度提高。本發(fā)明涉及厚鋼板，在該領域中所謂厚鋼板，是指如JIS所定義的，一般板厚為3.0mm以上的鋼板。但是本發(fā)明的厚鋼板的板厚優(yōu)選為20mm以上，更優(yōu)選為40mm以上，進一步優(yōu)選為60mm以上。說到原因是由于，即使是輸入熱量為40kJ/mm這樣的高熱能輸入焊接或超高熱以有輸入焊接，仍顯示出良好的HAZ韌性，因此即使板厚很厚，通過增大輸入熱量，也能夠高效率地進行焊接。實施例以下，列舉實施例更具體地說明本發(fā)明，但本發(fā)明當然不受以下的實施例限制，在能夠符合前后述的宗旨的范圍內當然也可以適當加以變更實施，這些均包含在本發(fā)明的技術范圍內。將下述表14所示的組成的鋼，以通常的熔煉法進行熔煉，將該鋼水以0.12.0。C/分的冷卻速度從1500'C冷卻至IIO(TC后，加熱到IIO(TC并進行熱軋，以及根據(jù)情況進行回火，制造板厚40mm的高張力鋼板。這時，控制850土50。C的溫度范圍的軋制道次(每1道次的壓下量試驗No.78為4mm，除此以外為10mm)、750800。C下的累積壓下率、和700400。C的溫度范圍的冷卻速度。在下述表14中，一并記錄了根據(jù)鋼板的化學成分組成計算的[Ti]/[N]、X值和由Thermo-calc計算的5域的溫度范圍的值(在表中記述為"5域")。表1<table>tableseeoriginaldocumentpage18</column></row><table>*余量鐵和不可避免的雜質2聽10129師7轉滯齒被巧2<table>tableseeoriginaldocumentpage19</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage20</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage21</column></row><table>*余量鐵和不可避免的雜質對于如上述這樣制造的鋼板，以下述的方法測定其Ti系碳氮化物的粒徑(平均、最大)、鋼板的抗拉強度、母材韌性、HAZ韌性和剪切性，并且根據(jù)前述方法測定貝氏體的面積率。這些結果與制造方法(850±50。C的溫度范圍的軋制道次、75080(TC下的累積壓下率、和700400'C的溫度范圍的冷卻速度)一起顯示在下述表58中。(Ti系碳，氮化物的平均粒徑)用透射型電子顯微鏡(TEM)，以觀察倍率6萬倍、觀察視野2.0pmX2.0jum，觀察處所5處的條件，觀察深t/4的位置(t—及厚)。然后測定該視野中的各碳氮化物的面積，根據(jù)該面積計算各碳氮化物的當量圓直徑。將此各碳氮化物的當量圓直徑進行算術平均(相加平均)，計算各鋼板的Ti系碳，氮化物的平均當量圓直徑。另外，選擇貝氏體*塊尺寸的最大當量圓直徑，求得與所述平均當量圓直徑的差。(在下述表58中，記述為"直徑差(最大-平均)")。(鋼板的抗拉強度)在深t/4的位置(t-板厚)，使試驗片的長方向成為鋼板的板寬方向(C方向)，如此提取JIS4號試驗片，進行拉伸試驗，由此測定抗拉強度。(母材韌性)在深t/4的位置(t—反厚)，使試驗片的長方向成為鋼板的軋制方向(L方向)，如此提取JISZ2242規(guī)定的V切口標準試驗片，以各溫度進行擺錘沖擊試驗(沖擊刃半徑2mm)，測定一4(TC下的吸收能(vE-40)。(HAZ韌性)以輸入熱量40kJ/mm進行焊接(氣電焊)，從圖1所示的部位提取JIS4號試驗片(切口位置為距熔合部0.5mmHAZ側)，以一40。C進行擺錘沖擊試驗(沖擊刃半徑:2mm)，測定吸收能(vE—4Q)。在本發(fā)明中，吸收能(vE—40)在200J以上的為合格。(剪切性的評價)剪切性的優(yōu)良與否，通過磁粉探傷調查切斷后的厚板切斷面，沒有剪切裂紋的為剪切性良好(后述表中顯示為"〇")，確認到剪切裂紋的為不良(后述表中顯示為"X")。表5<table>tableseeoriginaldocumentpage23</column></row><table>表6<table>tableseeoriginaldocumentpage24</column></row><table>表7<table>tableseeoriginaldocumentpage25</column></row><table>由這些結果能夠進行如下考察。首先，試驗No.l46滿足本發(fā)明規(guī)定的要件，可知任何一種特性(鋼板的抗拉強度、母材韌性、HAZ韌性和剪切性)均良好。相對于此，在試驗No.4778中，欠缺本發(fā)明規(guī)定的某一要件，某種特性劣化。權利要求1.一種剪切性優(yōu)異的高熱能輸入焊接用厚鋼板，其特征在于，以質量％計含有C0.030～0.15％、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％、Ti0.015～0.03％、B0.0010～0.0035％、N0.0050～0.01％、Ca0.005％以下但不含0％、00.01％以下但不含0％，并且滿足下式(1)和(2)，并且，具有貝氏體分率為95面積％以上的組織，貝氏體的塊尺寸的平均當量圓直徑為40μm以下，并且貝氏體的塊尺寸的最大當量圓直徑與所述平均當量圓直徑的差為40μm以下，1.5≤[Ti]/[N]≤4.0…(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，[]表示各元素的質量百分比含量。2.根據(jù)權利要求l所述的高熱能輸入焊接用厚鋼板，其特征在于，5域的溫度范圍為4(TC以下。3.根據(jù)權利要求1或2所述的高熱能輸入焊接用厚鋼板，其特征在于，在深度為t/4的位置，Ti系碳氮化物的平均粒徑為43nm以下，其中，t—反厚。4.根據(jù)權利要求1或2所述的高熱能輸入焊接用厚鋼板，其特征在于，以質量X計還含有Nb:0.035%以下但不含0%。5.根據(jù)權利要求1或2所述的高熱能輸入焊接用厚鋼板，其特征在于，以質量^計還含有從Cu:2.0%以下但不含0%、Ni:2.0%以下但不含0%和Cr:2.0。/。以下但不含0%中選出的1種以上。6.根據(jù)權利要求1或2所述的高熱能輸入焊接用厚鋼板，其特征在于，以質量Q/^計還含有Mo:1.0%以下但不含0%。7.根據(jù)權利要求1或2所述的高熱能輸入焊接用厚鋼板，其特征在于，以質量^計還含有V:0.1%以下但不含0%。8.根據(jù)權利要求1或2所述的高熱能輸入焊接用厚鋼板，其特征在于，還含有Mg、Sr、Ba中的l種以上，這些元素的含量以質量％計合計為0.01%以下但不含0%。9.根據(jù)權利要求1或2所述的高熱能輸入焊接用厚鋼板，其特征在于，還含有稀土類元素中的l種以上，這些稀土類元素的含量以質量％計合計為0.01%以下但不含0%。10.根據(jù)權利要求1或2所述的高熱能輸入焊接用厚鋼板，其特征在于，還含有Zr、Ta和Hf中的l種以上，這些元素的含量以質量％計合計0.05%以下但不含0%。11.根據(jù)權利要求1或2所述的高熱能輸入焊接用厚鋼板，其特征在于，以質量％計還含有Co:2.5%以下但不含0%、W:2.5%以下但不含0%中的1種以上。全文摘要提供一種在高熱能夠輸入焊接下仍顯示出良好的HAZ韌性，并且即使用剪斷機切斷時，也不會發(fā)生剪切裂紋的剪切性優(yōu)異的厚鋼板。本發(fā)明的厚鋼板是適當?shù)卣{整了化學成分組成，并且滿足下式(1)和(2)的厚鋼板，且有貝氏體分率為95面積％以上的組織，貝氏體的塊尺寸的平均當量圓直徑為40μm以下，并且貝氏體的塊尺寸的最大當量圓直徑與所述平均當量圓直徑的差為40μm以下。1.5≤[Ti]/[N]≤4.0…(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，[]表示各元素的含量(質量％))。文檔編號C22C38/14GK101363100SQ20081012980公開日2009年2月11日申請日期2008年8月7日優(yōu)先權日2007年8月7日發(fā)明者岡崎喜臣,高岡宏行申請人:株式會社神戶制鋼所