本發(fā)明適用于涉及儲存罐、海洋結(jié)構(gòu)物等的制造的鋼板。詳細地說，是涉及一種高強度鋼板，其即使進行用于降低焊接后的焊接部的殘余應力的焊接后熱處理，在熱處理前后也能夠確保550mpa以上的強度。
背景技術：
原油、乙烯、液化石油氣(liquefiedpetroleumgas；lpg)等的儲存罐、和海洋結(jié)構(gòu)物等的焊接結(jié)構(gòu)物在制造之時，為了在鋼板焊接后，降低焊接部的殘余應力，會進行在600℃左右保持數(shù)小時的焊接后熱處理(postweldheattreatment；以下，稱為pwht。)。在pwht中，因為以高溫長時間保持對象物，所以鋼板的金屬組織發(fā)生變化，強度降低。
高水平確保pwht后的強度的技術公開在專利文獻1中。該專利文獻1所公開的鋼板，其特征在于，在成分組成之中，特別使nb量、v量、mo量和c量滿足規(guī)定的關系而進行調(diào)整，并且為貝氏體分率為90面積％以上的金屬組織。另外，在專利文獻1中記述，在pwht前的鋼板中形成nb和mo的碳化物，以抑制pwht后的強度降低。另外，為了得到極低c貝氏體組織，作為必須成分而在0.5～2.0％的范圍含有cr。而且，在專利文獻1的實施例中，以600℃，進行2次板厚(inch)×保持1小時的pwht，保持時間最長約8小時。
現(xiàn)有技術文獻
專利文獻
專利文獻1：日本特開2007－321228號公報
隨著焊接結(jié)構(gòu)物的大型化，作為原材所用的鋼板的板厚變大。若鋼板的板厚變大，則由于焊接結(jié)構(gòu)物的位置不同，在熱處理時，至升溫到規(guī)定溫度所需要的時間變長。另外，焊接后如果發(fā)生修正等，則需要再次進行pwht，熱處理時間越發(fā)延長。另一方面，若以高溫進行pwht，或pwht為長時間，則鋼板的強度降低顯著。因此對于鋼板來說，要求即使長時間進行pwht，也能夠確保規(guī)定的強度。具體來說，就是希望即使進行15小時以上的pwht，也能夠確保高強度。
可是，在上述專利文獻1的實施例中，只是對于最長進行了8小時左右保持的鋼板，測量熱處理前后的抗拉強度的變化量，如上述這樣進行15小時以上的pwht時的抗拉強度的變化量并未測量。因此，若進行長時間的pwht，則鋼板的強度降低，存在不能確保規(guī)定的強度的可能性。
技術實現(xiàn)要素：
本發(fā)明著眼于上述的情況而形成，其目的在于，提供一種高強度鋼板，其即使長時間進行pwht，例如15小時以上，也能夠在pwht前后確保高強度。
能夠解決上述課題的本發(fā)明的所謂高強度鋼板，在以下方面具有要旨，關于化學成分，以質(zhì)量％計，含有c：0.02～0.07％、si：0.1～0.4％、mn：1.2～2％、p：高于0％并在0.02％以下、s：高于0％并在0.005％以下、cu：0.1～0.7％、al：0.01～0.08％、ni：0.45～0.85％、mo：0.01～0.25％、nb：0.015～0.05％、ti：0.005～0.025％、ca：0.0005～0.003％和n：0.001～0.01％，余量由鐵和不可避免的雜質(zhì)構(gòu)成。而且，根據(jù)nb量、mo量和c量求得，以下式(1)表示的推測析出量p0為1.50以上，金屬組織中，以相對于全部組織的比率計，滿足鐵素體：60面積％以上，貝氏體：4面積％以上。
p0＝340×(0.6×[mo]+22×[nb])×c1…(1)
在所述式(1)中，c1由下式(2)或式(3)求得，在式(1)～式(3)中，[]表示以質(zhì)量％計，各元素的含量。
[c]≥12/95×([mo]+[nb])時
c1＝12/95×([mo]+[nb])…(2)
[c]＜12/95×([mo]+[nb])時
c1＝[c]…(3)
上述高強度鋼板中，作為其他的元素，也可以還含有從cr：高于0％并在0.2％以下、v：高于0％并在0.02％以下、和b：高于0％并在0.001％以下所構(gòu)成的群中選擇的至少一種。
上述高強度鋼板，根據(jù)含有從nb和mo所構(gòu)成的群中選擇的至少一種的碳化物之間的平均間隔λ(μm)，通過下式(4)計算析出量p1時，由所述推測析出量p0和所述析出量p1求得，以下式(5)求得的固溶當量值a優(yōu)選滿足0.50以上。
p1＝0.7/λ…(4)
a＝p0－p1…(5)
本發(fā)明中，也包括對于上述高強度鋼板，實施熱處理而得到的高強度焊接結(jié)構(gòu)物。
根據(jù)本發(fā)明，因為適當控制著鋼板的成分組成和金屬組織，所以能夠提供即使長時間進行例如15小時以上的pwht，強度也難以降低，而或強度有所提高，在pwht前后具有高強度的高強度鋼板。
附圖說明
圖1是表示固溶當量值a與pwht后的抗拉強度(ts)的關系的圖形。
具體實施方式
如上述專利文獻1所公開，作為確保鋼板的強度的手段，已知有活用貝氏體組織的相變強化。但是，專利文獻1是利用相變時導入的位錯的技術，在此若進行約15小時以上的pwht，則位錯合并、消失，強度有可能降低。
因此，本發(fā)明者們對于使鋼板的金屬組織為鐵素體主體，即使進行例如15小時間以上的長時間的pwht，也能夠確保強度的方法進行了研究?？梢哉J為，因為鐵素體導入的位錯少，所以即使進行長時間的pwht，仍可避免因位錯合并、消失造成的強度降低。
于是，本發(fā)明者作為確保pwht后的強度的手段，著眼于nb和mo的碳化物分散強化。但是，如上述專利文獻1，在使pwht前的鋼板中析出nb和mo的碳化物而提高強度的手法中，若長時間進行pwht，則碳化物粗大化、凝集，因此無助于強度提高，無法避免強度降低。
因此，本發(fā)明者進一步進行各種研究的結(jié)果發(fā)現(xiàn)，如果使鋼板的金屬組織為鐵素體主體，并且在使規(guī)定量以上的貝氏體生成以后，再設想以如下方式適當調(diào)整化學成分組成，即通過長時間進行pwht，而使含有從nb和mo所構(gòu)成的群中選擇的至少一種的碳化物析出規(guī)定量以上，則在pwht前后能夠確保高強度，從而完成了本發(fā)明。特別是了解到，如果使nb和mo預先在pwht前的階段固溶，或使之作為極微細的碳化物分散，則通過長時間進行pwht，能夠使之生長至有助于碳化物分散強化的大小，通過碳化物分散強化而能夠確保高強度。還有，在本說明書中，所謂長時間進行pwht，意思是例如進行15小時以上的pwht。
以下，對于本發(fā)明的高強度鋼板詳細地加以說明。
本發(fā)明的高強度鋼板，關于化學成分以質(zhì)量％計，含有c：0.02～0.07％、si：0.1～0.4％、mn：1.2～2％、p：高于0％并在0.02％以下、s：高于0％并在0.005％以下、cu：0.1～0.7％、al：0.01～0.08％、ni：0.45～0.85％、mo：0.01～0.25％、nb：0.015～0.05％、ti：0.005～0.025％、ca：0.0005～0.003％和n：0.001～0.01％，余量由鐵和不可避免的雜質(zhì)構(gòu)成。而且，根據(jù)nb量、mo量和c量求得、并以下式(1)表示的推測析出量p0為1.50以上，金屬組織以相對于全部組織的比率計，滿足鐵素體：60面積％以上，貝氏體：4面積％以上。
p0＝340×(0.6×[mo]+22×[nb])×c1…(1)
在所述式(1)中，c1由下式(2)或式(3)求得。
[c]≥12/95×([mo]+[nb])時
c1＝12/95×([mo]+[nb])…(2)
[c]＜12/95×([mo]+[nb])時
c1＝[c]…(3)
在上述式(1)～式(3)中，[]表示以質(zhì)量％計的各元素的含量。
首先，對于本發(fā)明的高強度鋼板的金屬組織進行說明。還有，在本說明書中，所謂高強度意思是抗拉強度為550mpa以上。
本發(fā)明的高強度鋼板的金屬組織，以相對于全部組織的比率計，鐵素體：60面積％以上，貝氏體：4面積％以上。
[鐵素體：60面積％以上]
通過使全部組織中鐵素體所占的為60面積％以上，即使長時間進行pwht，也能夠確保高強度。這是由于若鐵素體量降低，在全部組織中所占的貝氏體分率變得過高，則長時間進行pwht，會導致過剩的位錯合并、消失，由此致使強度大幅降低。因此在本發(fā)明中，鐵素體為60面積％以上，優(yōu)選為65面積％以上，更優(yōu)選為70面積％以上，進一步優(yōu)選為75面積％以上。鐵素體分率的上限如后述，為了確保貝氏體為4面積％以上而為96面積％以下。鐵素體分率優(yōu)選為90面積％以下。
[貝氏體：4面積％以上]
本發(fā)明的鋼板的金屬組織如上述，鐵素體為60面積％以上，但若鐵素體分率過高，則鋼板的強度變得過低。因此在本發(fā)明中，為了提高鋼板的強度，而使全部組織中所占的貝氏體分率為4面積％以上，優(yōu)選為5面積％以上，更優(yōu)選為10面積％以上。但是若貝氏體分率變得過高，則不能確保60面積％以上的鐵素體，另外，由于貝氏體的增加會導致長時間進行pwht后的強度降低。因此在本發(fā)明中，貝氏體分率為40面積％以下，優(yōu)選為30面積％以下，更優(yōu)選為20面積％以下。
本發(fā)明的鋼板的金屬組織，基本上由鐵素體和貝氏體構(gòu)成，但在不阻礙本發(fā)明的效果的范圍內(nèi)，作為其他的組織，例如，也可以含有珠光體、島狀馬氏體(m－a)等。
在全部組織中上述其他的組織所占的分率，例如，優(yōu)選為10面積％以下。
關于本發(fā)明的鋼板的金屬組織，在設鋼板的板厚為t(mm)時，使t/4位置的截面露出，進行鏡面研磨后，提取試驗片，用硝酸乙醇腐蝕溶液對其蝕刻后，以光學顯微鏡觀察，經(jīng)圖像分析而測量鐵素體分率和貝氏體分率即可。觀察倍率為400倍，觀察視野數(shù)為5個視野，求得在各視野中測量到鐵素體分率和貝氏體分率的平均值即可。
在上述金屬組織中所占的鐵素體分率，通過使用了上述光學顯微鏡的圖像分析進行測量即可，但在本發(fā)明的高強度鋼板中，基本上就生成鐵素體和貝氏體，因此從100％中減去上述貝氏體分率的值也可以視為鐵素體分率。
其次，對于推測析出量p0進行說明。
上述所謂推測析出量p0，表示例如通過pwht等，基于鋼板中所含的mo量、nb量和c量，作為含有從nb和mo所構(gòu)成的群中選擇的至少一種的碳化物，推測其能夠析出的最大析出物量。
上述推測析出量p0，是基于下式(1)，根據(jù)nb量、mo量和c量求得的計算值。推測析出量p0，為預測pwht后的強度的指標。通過對于如此適當控制了p0值的鋼板長時間實施pwht，含有從nb和mo所構(gòu)成的群中選擇的至少一種的碳化物析出，通過碳化物分散強化，通過提高鋼板的強度。
上述所謂含有從nb和mo所構(gòu)成的群中選擇的至少一種的碳化物，只要是至少含有nb或mo的碳化物，便沒有特別限定。例如，除了nb的碳化物和mo的碳化物以外，還可列舉含有nb和mo兩方的復合碳化物。在上述碳化物中，也包括碳化物中結(jié)合有氮的碳氮化物等，在上述復合碳化物中，也包括在復合碳化物中結(jié)合有氮的復合碳氮化物等。
p0＝340×(0.6×[mo]+22×[nb])×c1…(1)
以至導出由上式(1)表示的推測析出量p0的經(jīng)緯如下。
mo的碳化物以moc表示，nb的碳化物以nbc表示，moc和nbc的析出量，基于各元素的質(zhì)量比，由下式(a)表示。
x＝α×(β×[mo]+γ×[nb])×c1…(a)
在上式(a)中，α、β和γ表示常數(shù)，[]表示各元素的含量(質(zhì)量％)。
為了確定上述常數(shù)，使用只使mo或nb的含量變化，其他的元素相同的鋼板，測量pwht后的抗拉強度?？估瓘姸鹊臏y量，與后述的實施例所述的條件相同。然后，橫軸取nb或mo的含量，縱軸取pwht后的抗拉強度而制成直線的圖形，根據(jù)該直線的傾斜度的比，規(guī)定為α＝340，β＝0.6，γ＝22，確定以下式(b)表示的參數(shù)x。
x＝340×(0.6×[mo]+22×[nb])…(b)
接著，在上式(a)中，上述c1是基于鋼中所含的c量[c]，與mo量[mo]和nb量[nb]的合計量的關系而決定的值。
即，[c]≥12/95×([mo]+[nb])時，鋼中包含用于使moc和nbc生成所需要的最低限度的c量，因此上述c1由下式(2)導出。
c1＝12/95×([mo]+[nb])…(2)
另一方面，[c]＜12/95×([mo]+[nb])時，鋼中所含的c量低于用于使moc和nbc生成所需要的c量，因此上述c1由下式(3)導出。
c1＝[c]…(3)
在此，12/95是考慮c、mo和nb的原子量而決定的系數(shù)。
基于如此導出的參數(shù)x和c1，由上式(1)導出p0值。
在本發(fā)明中，使上述p0值為1.50以上。上述p0值的閾值1.50是基于各種實驗結(jié)果而確定的值。上述p0值優(yōu)選為2以上，更優(yōu)選為3以上。上述p0值的上限，基于mo量的最大值和nb量的最大值決定，為29.75以下。上述p0值優(yōu)選為25以下，更優(yōu)選為20以下，進一步優(yōu)選為15以下，特別優(yōu)選為10以下。
本發(fā)明的高強度鋼板還優(yōu)選以下式(5)表示的固溶當量值a滿足0.50以上。在此，固溶當量值a，是根據(jù)含有從nb和mo所構(gòu)成的群中選擇的至少一種的碳化物之間的平均間隔λ(μm)，通過下式(4)計算析出量p1時，根據(jù)推測析出量p0和析出量p1由下式(5)求得。
p1＝0.7/λ…(4)
a＝p0－p1…(5)
上述固溶當量值a，表示在高強度鋼板中固溶的mo量和nb量的合計量，為用于預測pwht后的強度的指標。固溶當量值a的閾值0.50，是基于各種實驗結(jié)果而確定的值。通過使固溶當量值a為0.50以上，長時間進行pwht，固溶mo和固溶nb作為碳化物析出，通過碳化物分散強化能夠提高焊接結(jié)構(gòu)物的強度。另一方面，若固溶當量值a低于0.50，則mo量、nb量和c量不足，或mo和nb已作為碳化物析出，因此若長時間進行pwht，則碳化物粗大化和凝集，焊接結(jié)構(gòu)物的強度降低。上述固溶當量值a優(yōu)選為0.50以上，更優(yōu)選為1以上，進一步優(yōu)選為2以上。上述固溶當量值a的上限沒有特別限定，例如，優(yōu)選為15以下，更優(yōu)選為10以下。還有，固溶當量值a中，也包含粒徑為10nm以下的微細的mo的碳化物和微細的nb的碳化物。粒徑為10nm以下的微細的碳化物，超出了后述的使用透射型電子顯微鏡進行觀察的檢測極限，另外認為無助于碳化物分散強化。
在此，以至導出由上式(5)表示的固溶當量值a的經(jīng)緯如下。
上述固溶當量值a，是根據(jù)含有從nb和mo所構(gòu)成的群中選擇的至少一種的碳化物之間的平均間隔λ(μm)，由上式(4)計算析出量p1時，從推測析出量p0中減去析出量p1的值。析出量p1表示鋼板中實際析出的nb的碳化物量和mo的碳化物量。因此，通過從推測析出量p0中減去析出量p1，能夠計算在鋼板中固溶的nb量和mo量的合計。固溶nb和固溶mo，經(jīng)長時間進行pwht而作為碳化物析出，通過碳化物分散強化而有助于pwht后的焊接結(jié)構(gòu)物的強度提高。
上述析出量p1能夠由上式(4)計算。
在上式(4)中，λ能夠基于下式(c)計算。
λ＝(1.25×[(π/(6×f)]1/2－π/4)×d…(c)
在上式(c)中，λ表示含有從nb和mo所構(gòu)成的群中選擇的至少一種的碳化物之間的平均間隔(μm)，f表示上述碳化物的平均體積率(體積％)，d表示金屬組織的平均粒徑(μm)。
上述式(c)一般可知是作為用于計算碳化物之間的平均間隔λ的算式，例如，鐵與鋼vol.91(2005)no.11，p.796～802中所述。
在上述式(c)中，碳化物的平均體積率f，能夠基于設鋼板的厚度為t(mm)時，例如，使用透射型電子顯微鏡觀察t/4位置的截面而測量出的碳化物的面積和碳化物的個數(shù)計算。觀察倍率例如為30000倍即可，觀察視野數(shù)為10個視野即可。
在上述式(c)中，所謂金屬組織的平均粒徑d，意思是在觀察視野內(nèi)確認到的金屬組織的當量圓直徑的平均值。在觀察視野內(nèi)，例如，確認到鐵素體組織時，測量鐵素體的粒徑即可，確認到貝氏體組織時，測量貝氏體的粒徑并計算平均值即可。觀察倍率例如為30000倍即可，觀察視野數(shù)為10個視野即可。
金屬組織的平均粒徑d，認為通過實施后述的控制軋制會達到大體一定。因此，基于碳化物的平均體積率f和金屬組織的平均粒徑d，通過上述式(c)能夠求得碳化物之間的平均間隔λ。
另一方面，單位質(zhì)量中的碳化物的析出物量p1，能夠使用碳化物的平均體積率、金屬組織的平均體積率、和單位體積的質(zhì)量，由下式(a)表示。
p1＝f×n1/(f×n1+f×n2)…(a)
在此，f是碳化物的平均體積率(體積％)，f是金屬組織的平均體積率(體積％)，n1是碳化物的比重(kg/m3)，n2是金屬組織的比重(kg/m3)。在碳化物的比重n1中，對于在觀察視野內(nèi)確認到的各碳化物進行成分分析，求得各碳化物的比重，代入經(jīng)過平均的值即可。在金屬組織的比重n2中，代入鐵的比重即可。
金屬組織的平均體積率f，因為由f＝100－f表示，所以上式(a)能夠改寫成下式(b)。
p1＝f×n1/[f×n1+(100－f)×n2]…(b)
本發(fā)明者制成使mo量和nb量發(fā)生各種變化的鋼板，并測量碳化物的析出量的結(jié)果證實，上式(b)能夠使用碳化物之間的間隔λ而由下式(4)表示。
p1＝0.7/λ…(4)
本發(fā)明的高強度鋼板基于鋼中所含的mo量、nb量和c量計算出的上述p0值為1.50以上，該高強度鋼板也需要恰當控制化學成分組成。以下，對于高強度鋼板的化學成分進行說明。
[c：0.02～0.07％]
c是用于提高鋼板的強度所需要的元素。另外，是用于使碳化物析出而抑制pwht后的強度降低所需要的元素。在本發(fā)明中，c量為0.02％以上，優(yōu)選為0.025％以上，更優(yōu)選為0.030％以上。但是，若過剩地含有c，則貝氏體容易生成。若貝氏體過剩生成，則長時間的pwht會導致位錯合并和消失，強度大幅降低。在本發(fā)明中，c量為0.07％以下，優(yōu)選為0.065％以下，更優(yōu)選為0.06％以下，特別優(yōu)選為0.055％以下。
[si：0.1～0.4％]
si在熔煉鋼時作為脫氧劑起作用，是具有使鋼的強度上升這一效果的元素。為了發(fā)揮這樣的作用，在本發(fā)明中，使si量為0.1％以上，優(yōu)選使之含有0.15％以上，更優(yōu)選含有0.2％以上。但是，若si量變得過剩，則haz韌性劣化。因此在本發(fā)明中，si量為0.4％以下，優(yōu)選為0.37％以下，更優(yōu)選為0.35％以下。
[mn：1.2～2％]
mn對于鋼板的強度上升是有效發(fā)揮作用的元素。在本發(fā)明中，mn量為1.2％以上，優(yōu)選為1.3％以上，更優(yōu)選為1.4％以上。但是，若mn量變得過剩，則貝氏體過剩生成，因此長時間進行pwht后的強度降低。在本發(fā)明中，mn量為2％以下，優(yōu)選為1.8％以下，更優(yōu)選為1.6％以下。
[p：高于0％并在0.02％以下]
p是不可避免的雜質(zhì)，在晶粒中偏析，是使鋼板的延展性和韌性降低的元素。在本發(fā)明中，p量為0.02％以下，優(yōu)選為0.015％以下，更優(yōu)選為0.01％以下，特別優(yōu)選為0.008％以下。雖以p量盡可能少的方法為宜，但工業(yè)上達到0％有困難。
[s：高于0％并在0.005％以下]
s是不可避免的雜質(zhì)，與鋼中的合金元素結(jié)合而形成各種夾雜物，是使鋼板的延展性和韌性降低的元素。在本發(fā)明中，s量為0.005％以下，優(yōu)選為0.004％以下，更優(yōu)選為0.003％以下。雖以s量盡可能少的方法為宜，但工業(yè)上達到0％有困難。
[cu：0.1～0.7％]
cu是在用于提高鋼板的強度上發(fā)揮作用的元素。在本發(fā)明中，cu量為0.1％以上，優(yōu)選為0.12％以上，更優(yōu)選為0.15％以上。但是，若cu量變得過剩，則熱加工時容易發(fā)生裂紋。在本發(fā)明中，cu量為0.7％以下，優(yōu)選為0.65％以下，更優(yōu)選為0.5％以下。
[al：0.01～0.08％]
al是在熔煉鋼時作為脫氧劑起作用的元素。在本發(fā)明中，al量為0.01％以上，優(yōu)選為0.015％以上，更優(yōu)選為0.020％以上。但是，若al量變得過剩，則阻礙鋼板的潔凈性，強度降低。在本發(fā)明中，al量為0.08％以下，優(yōu)選為0.06％以下，更優(yōu)選為0.04％以下。
[ni：0.45～0.85％]
ni使鐵素體相變開始溫度下降，促進貝氏體的生成，是用于提高鋼板的強度所需要的元素。在本發(fā)明中，ni量為0.45％以上，優(yōu)選為0.5％以上。但是，若ni量變得過剩，則貝氏體過剩地生成，鐵素體的生成受到抑制，因此長時間進行pwht后，鋼板的強度降低。在本發(fā)明中，ni量為0.85％以下，優(yōu)選為0.75％以下，更優(yōu)選為0.65％以下。
[mo：0.01～0.25％]
mo是用于使貝氏體生成所需要的元素。另外，長時間進行pwht后使碳化物析出，是有助于pwht后的鋼板的強度提高的重要元素。在本發(fā)明中，mo量為0.01％以上，優(yōu)選為0.1％以上，更優(yōu)選為0.15％以上。但是，若mo量變得過剩，則貝氏體過剩地生成，鐵素體的生成受到抑制，因此長時間進行pwht后，鋼板的強度降低。在本發(fā)明中，mo量為0.25％以下，優(yōu)選為0.23％以下，更優(yōu)選為0.20％以下。
[nb：0.015～0.05％]
nb與mo同樣，在長時間進行pwht后使碳化物析出，是有助于pwht后的鋼板的強度提高的重要元素。在本發(fā)明中，nb量為0.015％以上，優(yōu)選為0.020％以上。但是，若nb量變得過剩，則haz韌性劣化。在本發(fā)明中，nb量為0.05％以下，優(yōu)選為0.048％以下，更優(yōu)選為0.045％以下。
[ti：0.005～0.025％]
ti是容易形成氮化物的元素，析出微細的tin，是用于使晶粒微細化而提高鋼板的韌性所需要的元素。在本發(fā)明中，ti為0.005％以上，優(yōu)選為0.007％以上，更優(yōu)選為0.009％以上。但是，若ti量變得過剩，則haz韌性降低。在本發(fā)明中，ti量為0.025％以下，優(yōu)選為0.02％以下，更優(yōu)選為0.015％以下。
[ca：0.0005～0.003％]
ca控制鋼中的夾雜物的形態(tài)，是用于使鋼板的韌性提高所需要的元素。在本發(fā)明中，ca量為0.0005％以上，優(yōu)選為0.0008％以上，更優(yōu)選為0.001％以上。但是，若ca量變得過剩，則夾雜物粗大化，haz韌性降低。在本發(fā)明中，ca量為0.003％以下，優(yōu)選為0.0027％以下，更優(yōu)選為0.0025％以下。
[n：0.001～0.01％]
n與ti結(jié)合而析出微細的tin，是用于使晶粒微細化而提高鋼板的韌性所需要的元素。在本發(fā)明中，n量は，0.001％以上，優(yōu)選為0.003％以上，更優(yōu)選為0.004％以上。但是，n量變得過剩，tin粗大化，haz韌性劣化。在本發(fā)明中，0.01％以下，優(yōu)選為0.008％以下，更優(yōu)選為0.007％以下。
本發(fā)明的鋼板中的化學成分如上述，余量是鐵和o(氧)等的不可避免的雜質(zhì)。
在本發(fā)明的鋼板中，除了上述的化學成分以外，也可以根據(jù)需要，還含有以下的元素。
[從cr：高于0％并在0.2％以下、v：高于0％并在0.02％以下、和b：高于0％并在0.0010％以下所構(gòu)成的群中選擇的至少一種]
cr、v和b均使碳氮化物析出，是有助于鋼板的強度提高的元素。為了有效地發(fā)揮這樣的作用，cr優(yōu)選為0.001％以上，更優(yōu)選為0.005％以上。v優(yōu)選為0.0001％以上，優(yōu)選為0.0005％以上。b優(yōu)選為0.0001％以上，更優(yōu)選為0.0005％以上。但是，若過剩地含有cr或v，則haz韌性降低。在本發(fā)明中，cr量優(yōu)選為0.2％以下，更優(yōu)選為0.1％以下，進一步優(yōu)選為0.05％以下。v量優(yōu)選為0.02％以下，更優(yōu)選為0.01％以下，進一步優(yōu)選為0.005％以下。若b量變得過剩，則貝氏體過剩地生成，因此長時間進行pwht后的強度降低。在本發(fā)明中，b量優(yōu)選為0.001％以下，更優(yōu)選為0.0005％以下。
接下來，對于本發(fā)明的高強度鋼板的制造方法進行說明。
本發(fā)明的鋼板如上述，在恰當控制成分組成之處，制造條件沒有特別限定，但為了使上述固溶當量值a滿足規(guī)定的范圍，推薦遵循常規(guī)方法熔煉滿足上述成分組成的鋼，對于所得到的鋼錠進行控制軋制和控制冷卻。即，通過上述固溶當量值a滿足規(guī)定的范圍，mo和nb的析出舉動得到控制，能夠確保高強度。因此，希望有效地活用控制軋制和控制冷卻?？刂栖堉坪涂刂评鋮s并用的制造技術，稱為thermo－mechanicalcontrolprocess(以下稱為tmcp：熱機械控制工藝。)，由該制造技術制造的鋼稱為tmcp鋼板。
具體來說，就是能夠通過如下方式制造：設上述鋼錠的厚度為t(mm)時，在t/4位置的溫度為900～800℃的范圍進行累積壓下率優(yōu)選為5～60％的軋制，從t/4位置的溫度優(yōu)選比670℃高的溫度開始冷卻，并冷卻至室溫。
通過使t/4位置的溫度在900～800℃的范圍的累積壓下率優(yōu)選為5％以上，能夠向奧氏體晶粒內(nèi)導入構(gòu)成鐵素體的相變核的變形帶，能夠促進鐵素體的生成。上述累積壓下率更優(yōu)選為10％以上，進一步優(yōu)選為15％以上。但是，若上述累積壓下率高于60％，則軋制所需要的時間變長，招致生產(chǎn)率的降低。在本發(fā)明中，上述累積壓下率優(yōu)選為60％以下，更優(yōu)選為50％以下，進一步優(yōu)選為45％以下。
上述經(jīng)軋制所得到的鋼板，從t/4位置的溫度優(yōu)選為比670℃高的溫度開始冷卻，冷卻至室溫。通過使冷卻開始溫度高于670℃，能夠抑制鐵素體的粗大化。冷卻開始溫度更優(yōu)選高于700℃。冷卻開始溫度的上限與軋制結(jié)束溫度相同，例如為850℃。
從上述冷卻開始溫度至室溫的冷卻速度沒有特別限定，例如，從冷卻開始溫度至高于300℃且低于500℃的溫度域，也可以按平均冷卻速度5～30℃/秒進行冷卻，并從停止冷卻的溫度空冷至室溫。從上述冷卻開始溫度至高于300℃且低于500℃的溫度域，例如，水冷即可。
本發(fā)明的鋼板的厚度沒有特別限定，例如為10mm以上，也可以進一步為20mm以上，特別是也可以在30mm以上。鋼板的板厚的上限也沒有特別限定，例如為150mm以下，進一步為120mm以下，特別是也可以在100mm以下。
本發(fā)明的鋼板例如具有抗拉強度550mpa以上的高強度。
在本發(fā)明中，也包括在焊接上述鋼板后，又實施了熱處理的焊接結(jié)構(gòu)物。本發(fā)明的焊接結(jié)構(gòu)物具有的特征在于，即使在熱處理后，上述鋼板的高強度仍維持原狀。例如，如果是抗拉強度為550mpa以上的鋼板，則即使在焊接結(jié)構(gòu)物中，仍能夠維持該高抗拉強度。
本申請基于2014年10月31日申請的日本國專利申請第2014－223751號主張優(yōu)先權的利益。上述日本國專利申請第2014－223751號的說明書的全部內(nèi)容，在本申請中用于參考而援引。
實施例
以下，列舉實施例更具體地說明本發(fā)明，但本發(fā)明不受下述實施例限制，在能夠符合前述和后述的宗旨的范圍，當然也可以加以變更實施，這些均包含在本發(fā)明的技術范圍內(nèi)。
熔煉含有下述表1所示的化學成分，余量由鐵和不可避免的雜質(zhì)構(gòu)成的鋼，遵循常規(guī)方法制造鋼錠。對所得到的鋼錠進行控制軋制和控制冷卻而制造板厚為64mm的tmcp鋼板。具體來說，在控制軋制中，設鋼錠的厚度為t(mm)時，以達到下述表2所示的累積壓下率的方式，進行t/4位置的溫度在900～800℃的范圍內(nèi)的軋制。在控制冷卻中，軋制后，從t/4位置的溫度為下述表2所示的溫度起開始冷卻。從冷卻開始溫度至380～430℃的溫度域，通過水冷，以平均冷卻速度大約7℃/秒進行冷卻，從380～430℃的溫度域的冷卻停止溫度至室溫進行空冷。
基于下述表1所示的mo量和nb量，根據(jù)下式(e)計算z值，結(jié)果顯示在下述表2中。
z＝12/95×([mo]+[nb])…(e)
比較上述z值和表1所示的c量[c]，[c]≥z時，將z值定為c1的值，[c]＜z時，將[c]定為c1的值。決定的c1值顯示在下述表2中。
基于下述表1所示的mo量、nb量和上述c1的值，通過下式(1)而計處p0值。計算結(jié)果顯示在下述表2中。
p0＝340×(0.6×[mo]+22×[nb])×c1…(1)
接著，對于所得到的tmcp鋼板的板厚處于1/4的位置的截面，使用透射型電子顯微鏡以觀察倍率30000倍進行觀察。就觀察視野內(nèi)所觀察到的含有從nb和mo所構(gòu)成的群中選擇的至少一種的碳化物，測量其個數(shù)和碳化物相對于觀察視野的面積的面積率。觀察視野數(shù)為10個視野。還有，在本說明書中，將上述碳化物的面積率視為碳化物的體積率f(％)。
接著，測量所得到的tmcp鋼板的金屬組織。
使相對于鋼板的板厚處于1/4的位置的截面露出，經(jīng)鏡面研磨后，提取試驗片，以硝酸乙醇腐蝕溶液對其蝕刻。蝕刻后，使用光學顯微鏡，以觀察倍率400倍進行觀察，經(jīng)圖像分析測量貝氏體分率。另外，設觀察視野的面積為100％時，從100％中減去上述貝氏體分率的值作為鐵素體分率。觀察視野數(shù)為5個視野，分別求得在各視野中測量的貝氏體分率和鐵素體分率的平均值。結(jié)果顯示在下述表2中。
另外，對于在觀察視野內(nèi)確認到的鐵素體或貝氏體測量粒徑，求得5個視野中的粒徑的平均值d(μm)。
基于上述碳化物的體積率f(％)、粒徑的平均值d(μm)，由下式(c)計算碳化物之間的間隔λ(μm)。
λ＝(1.25×[π/(6×f)]1/2－π/4)×d…(c)
另外，在下述表2中，還顯示用0.7除以λ而計算出的p1的值。
基于p0值和p1值，根據(jù)下式(5)求得固溶當量值a。結(jié)果顯示在下述表2中。
a＝p0－p1…(5)
接著，對于所得到的tmcp鋼板，在與軋制方向成直角的方向上，從板厚的1/4的位置提取astma370所規(guī)定的拉伸試驗用的試驗片，進行拉伸試驗，測量抗拉強度。測量結(jié)果顯示在下述表2中，作為pwht前的抗拉強度。
接下來，將上述試驗片加熱至595℃，在此溫度保持19小時而進行pwht的熱處理。使用熱處理后的試驗片，按上述相同的步驟測量抗拉強度。測量結(jié)果顯示在下述表2中，作為pwht后的抗拉強度。
在本發(fā)明中，熱處理前后雙方的抗拉強度在550mpa以上時為合格，熱處理前或熱處理后的無論哪一方，如果抗拉強度低于550mpa則均不合格。
另外，基于上式(5)計算的固溶當量值a，與pwht后的抗拉強度(ts)的關系顯示在圖1中。圖1中，為了表示規(guī)定固溶當量值a的意義，還繪制了在表2中作為發(fā)明例顯示的no.1～8的結(jié)果，并且作為比較例表示的no.9～15之中，只繪制了固溶當量值a脫離本發(fā)明推薦的范圍的no.9～11。
由下述表2和圖1能夠進行如下考察。
no.1～8是滿足本發(fā)明的要件的發(fā)明例。即，能夠得到規(guī)定的金屬組織，另外推測析出量p0也滿足規(guī)定的范圍，因此能夠達成抗拉強度為550mpa以上的高強度。另外，即使進行19小時這樣長時間的pwht，在pwht后也能夠確保550mpa以上的抗拉強度。
相對于此，no.9～15是不滿足本發(fā)明所規(guī)定某項要件的比較例。
其中，no.9是不含mo，因此鐵素體過剩地生成，從而不能確保貝氏體分率的例子，不能確保鋼板的抗拉強度。另外，在為不含mo和nb，所以長時間實施pwht，會導致抗拉強度比pwht前更小。
no.10是不含nb，推測析出量p0滿足規(guī)定的范圍的例子。其結(jié)果是，長時間進行pwht后的抗拉強度低。
no.11是不含mo，因此鐵素體過剩地生成，從而不能確保貝氏體分率的例子，不能確保鋼板的抗拉強度。另外，因為不含mo和nb，所以長時間實施pwht，會導致pwht后的抗拉強度變低。
no.12因為ni量少，所以鐵素體相變開始溫度上升，鐵素體過剩生成。因此貝氏體分率降低。其結(jié)果是，pwht前的強度，接近作為目標的強度的下限，長時間進行pwht導致強度降低。
no.13因為ni量少，所以鐵素體相變開始溫度上升，鐵素體過剩生成。因此貝氏體分率降低。其結(jié)果是，不能在pwht前后確?？估瓘姸?。
no.14是cu、ni和nb量低于本發(fā)明所規(guī)定的范圍，而過剩地含有mo的例子。因此，鐵素體過剩地生成，貝氏體未生成。其結(jié)果是，在pwht前后兩方，抗拉強度都低。
no.15是ni低于本發(fā)明規(guī)定的范圍，mo量過剩，不含nb的例子。因此，鐵素體過剩地生成，不能確保貝氏體分率。其結(jié)果是，不能確保pwht后的抗拉強度。
另外，no.9～11中，因為固溶當量值a低于本發(fā)明推薦的范圍，所以pwht后的抗拉強度降低。
[表1]
[表2]