專利名稱：：焊接熱影響區的韌性優異的厚鋼板的制作方法
技術領域：
：本發明涉及橋梁、高層建筑物和船舶等的焊接結構物所適用的鋼板，尤其是涉及高熱能焊接后的熱影響區(以下僅記述為"HAZ")的韌性優異的鋼板。
背景技術：
：近年來，隨著上述各種悍接結構物的大型化，板厚為50mm以上的厚鋼板的焊接不可避免。因此，在所有領域中，從焊接施工效率的改善這一觀點出發，就有指向熱能為50kJ/mm以上的高熱能焊接的狀況。然而，若進行高熱能焊接，則HAZ被加到高溫的奧氏體區域之后徐冷，因此HAZ(特別是HAZ的熔合部附近)的組織粗大化，存在該部分的韌性容易劣化這樣的問題。確保此HAZ的韌性(以下稱為"HAZ韌性")良好成為長年的課題。用于防止高熱能焊接時的HAZ韌性劣化的技術，至今為止也提出了很多。作為這一技術的代表例，例如特公昭55-26164號所示，提出有一種鋼材，其通過使鋼材中分散析出微細的TiN，以抑制在進行高熱能焊接時在HAZ產生的奧氏體粒的粗大化，從而抑制了HAZ韌性的劣化。然而在這一技術中，若焊接金屬達到140(TC以上的高溫，則在HAZ之中、特別是接近焊接金屬的部位(熔合部)，由于焊接時受到的熱而導致上述TiN固溶消失，而存在不能充分抑制HAZ韌性的劣化這樣的問題。由此，例如特開平10-298708號中還提出，通過活用MgO而使TiN微細分散，并且將其作為在高熱能焊接時固溶的TiN的替代物來活用，從而改善HAZ韌性。然而，利用氧化物時，達到與TiN相匹敵的那種均一微細分散很困難，存在特性容易發生偏離的問題。另外，在特開2001-98340號中也提出一種技術，其為了抑制粒徑超過0.1pm這樣的粗大TiN的生成，通過實現粒徑為0.010.1pm的微細TiN的分布的適當化，從而實現HAZ韌性的改善。然而，只是實現微細的TiN的分布的適當化，仍不能確保充分的HAZ韌性。于是，本發明者們率先在特開2005-200716號中提出了一種即使在焊接時受到高溫的熱影響時HAZ韌性也不會劣化的鋼材。在該技術中，通過在鋼材中大量添加N，且適當控制Ti和B的添加平衡，即使在焊接后仍會使未固溶而存在的TiN的量增加，從而改善HAZ韌性。另外本發明者們還提出一項技術(特開2004-218010號)，其通過使焊接用鋼中存在的TiN系夾雜物之中積極地含有Nb，并且抑制Ti/Nb比，使粒徑為0.010.25pm的夾雜物的個數每lmn^為1.0乂104個以上，從而確保寬泛的熱以有范圍下的HAZ韌性。然而，在焊接的領域中，實際情況是要求HAZ韌性的進一步改良。另外，還指摘出壓下量降低的鋼板(母材)板厚中心部的低溫韌性降低這樣的問題。為了改善母材的韌性，已知有效的方法是使終軋溫度降低，但是隨著鋼板的板厚擴大，當板厚成為80mm以上這樣的厚鋼板時，存在不能確保充分的韌性這樣的問題。此外，還指摘出壓下量降低的鋼板(母材)板厚中心部的低溫韌性降低這一問題。為了改善母材的韌性，已知有效的方法是使終軋溫度降低，但是隨著鋼板的板厚擴大，當板厚成為80mm以上這樣的厚鋼板時，存在不能確保充分的韌性這樣的問題。
發明內容本發明鑒于這樣的狀況而做，其主要目的在于，提供一種即使在進行高熱能焊接時HAZ韌性仍優異的厚鋼板。另外，本發明的另一目的在于，提供一種即使在進行高熱能焊接時HAZ韌性仍優異的厚鋼板，具體來說就是提升HAZ的熔合區附近的最低韌性，并且改善韌性的平均值，能夠使熔合區附近的韌性平衡良好的厚鋼板。本發明此外的另一目的在于，提供一種即使在進行高熱能焊接時HAZ韌性仍優異，并且母材自身的韌性也優異的厚鋼板。所謂能夠解決上述課題的本發明的厚鋼板，其具有如下要點含有C:0.030.12%("質量％"的意思，下同)、Si:0.2%以下(含0%)、Mn:1.02.0%、P:0.03%以下(不含0%)、S:0.015%以下(不含0%)、Al:0.10%以下(不含0%)、11:0.0150.08%、N:0,00600.01200/o和B:0.00100.0050%,此外還含有Nb:0.0050.020%和/或Zr:0扁10.050%，且滿足下述(1)式的關系，并且以圓當量直徑計算為0.05pm以下的含Ti氮化物每lmn^存在5.0X106個以上。X16[Si]X(12—40[C])<0.38(%)…(1)其中，[Ti]、[Si]和[C]分別表示Ti、Si和C的含量(質量％)。還有，上述所謂"圓當量直徑"，是著眼于含Ti氮化物的大小，求得假定與其面積相等的圓的直徑，在透射型電子顯微鏡(TEM)觀察面上確認到的氮化物的直徑(關于后述的氧化物的大小也同樣)。本發明作為對象的含Ti氮化物具有的宗旨是，當然包含TiN，不過也包含由其他的氮化物形成元素(例如Nb、Zr、V等)置換了Ti的一部分(以原子比計為50%左右)的氮化物。以下，將具有上述這種構成的厚鋼板的發明稱為基本發明。在本發明的上述厚鋼板(基本發明)中，也可以有C:0.1%以下、Al:0.010.10%、S:0.01%以下、Ti:0.04%以下，含有Nb和Zr，或者至少含有Nb和Zr中的Nb，并且在以所述圓當量直徑計算為0.05pm以下的含Ti氮化物之中，以圓當量直徑計算為0.010.03pm的含Ti氮化物個數相對于全部含Ti氮化物占75。/。以上，通過采用這一構成，能夠防止焊接后的組織變得不均一，使HAZ韌性的平衡良好。在本發明的上述厚鋼板中，除了上述成分以外，根據需要還可以使之含有從Ca、Mg和REM所構成的群中選擇的1種以上的元素，合計為0.00050.0050%，通過含有這樣的元素，對應含有元素的種類，厚鋼板的特性將進一步得到改善。在本發明的上述厚鋼板(基本發明)中，也可以有A1:0.01%以下，Nb和/或Zr之中至少含有Zr，此外含有REM:0.0010.05%禾口/或Ca:0.00030.02%，且作為含有REM和/或Ca、Ti和Zr的氧化物，以圓當量直徑計算為0.25pm的氧化物每lmn^存在500個以上，通過采用這種構成，能夠使母材的韌性也良好。還有，氧化物中的"圓當量直徑"的意思與上述氮化物的情況相同。另外，本發明中作為對象的氧化物當然包含氧化物單體，但也包含在氧化物中復合析出有硫化物和氮化物(不含Ti的氮化物)等其他化合物的氧化物。在本發明的上述厚鋼板中，采用上述任何一種構成，根據需要都可以再使之含有如下等元素(a)從Cu、Ni和Cr所構成的群中選擇的1種以上的元素合計為0.11.5%;(b)Mo:0.5%以下(不含0%)和/或V:0.1%以下(不含0%)，通過含有這樣的元素，對應其種類，厚鋼板的特性將被進一步改善。具體實施例方式即使在焊接時的高溫下仍使熔留的含Ti氮化物(以下由TiN代表)增加，本發明者們雖然己在這方向取得了成功(上述特開2005-200716號)，但為了以這一技術為基礎，進一步改善HAZ韌性而反復研究。在焊接時，微細TiN熔解，并且粗大的TiN將顯示出粒成長這樣的舉動(奧斯特瓦爾德(Ostwald)成長)。本發明者們著眼于這一舉動發現，通過盡可能地使微細的TiN大量分散，為了在粒成長后仍使TiN分布微細均一，只要將以圓當量直徑計算為0.05pm以下的TiN控制為每1,2有5.0X106個以上即可。另外，若TiN的尺寸分布(分散)大，上述這樣的奧斯特瓦爾德成長則被促進，焊接后的組織容易變得不均一，著眼于這一點，為了盡可能抑制這種現象，得到的想法是，使TiN整體中所占的微細TiN的比例達到一定量以上，并以此方式進行均一地分散即可。具體來說判明的是，如果以圓當量直徑計算為0.010.03pm的微細TiN個數相對于全部TiN而占據75%以上，則能夠防止焊接后的組織變得不均一。在本發明的鋼板中，根據后述的控制，以微細的TiN為主體并使之分散。因此，即使含有一部分粗大的TiN(例如圓當量直徑比0.05^irn大的TiN)，這種粗大的TiN也不會對鋼板的特性造成多么大的影響，因此"全部TiN"其宗旨也包含這種粗大的TiN。還有，0.010.03nm的微細TiN個數相對于全部TiN所占的比例(以下稱為"占有率")優選為77%以上，更優選為80%以上。可是，為了使TiN大量分散，則需要使Ti和N的含量增大(Ti為0.015%以上，N為0.0060%以上)。然而，TiN容易在鋼材鑄造時的1500'C上下生成，在該溫度域生成的TiN由于Ti、N的增量而進一步處于容易粗大化的狀況。其結果是難以達成上述這樣適當的TiN的分布狀態。因此，本發明者們為了降低在鑄造時的高溫域生成的TiN量而進一步研究。之所以TiN容易在高溫域生成，能夠推定為是由于Ti的活性高。于是，在使Ti的活性降低這一設想下進行研究時得到的想法是，如果適當控制使Ti的活性上升的Si與Ti的關系，則能夠降低在高溫域生成的TiN量。另外，還發現作為抑制TiN的高溫粗大化的方法，使鋼的狀態圖所表示的"S域"的溫度范圍縮小也有效。本發明者們很早就以鋼板的HAZ韌性改善為目標而進行研究，作為該研究的一環，發現通過使鋼的狀態圖中所表示的S域的溫度范圍縮小，即使是同樣的Ti、N添加量，仍能夠使TiN微細分散，該技術的意義己被確認并先進行了申請(特原2006-31457號)。在本發明中，也應用這一發現。上述所謂"5域"意思是在鐵的狀態圖中含有5鐵的區域。該"含有5鐵的區域"除了只含有5鐵的區域以外，還包括含有S相和其他相狀態的區域。于是，所謂"5域的溫度范圍"是指含有S鐵的溫度范圍(5域的上限溫度與下限溫度的差)。這里在特定組成的鋼中，例如在只有S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S域的溫度范圍。該5域的溫度范圍通過將鋼材的化學組成輸入到綜合熱力學計算軟件(Themo—calc，可以從CRC綜合研究所買到)中而進行計算。在上述這樣的S鐵中，因為Ti的擴散速度快，所以若5域的溫度范圍廣，則S存在的時間長，認為粗大的含Ti氮化物容易被形成。在上述技術中，以Themo-calc的計算，通過將特定成分作為基準而只變更1個化學成分量，以調查各化學成分對S域的溫度范圍的影響時，發現C、Si、Mn、Nb等能夠發生干預，并求得了以這些成分為要素的規定的關系式。另外上述成分之中，C是在縮小S域的溫度范圍上特別有用的成分。除了這樣的C帶來的"S域溫度范圍縮小效果"以外，還考慮到適當控制上述Si和Ti的關系所帶來的高溫域下的"TiN量降低效果"，關于這些成分(C、Si和Ti)對HAZ造成的影響，通過實驗進一步進行了研究。其結果發現，上述成分滿足下式(1)的關系時，來自C的"5域溫度范圍縮小效果"和高溫域下的TiN量降低效果被有效地發揮，HAZ韌性能夠變得極其良好。X16[Si]X(12—40[C])<0.38(%)…(1)其中，[Ti]、[Si]和[C]分別表示Ti、Si和C的含量(質量％)。如果各化學成分量在適當范圍內，則上式(1)的左邊的值{([Ti]16[Si]X(12—40[C]):以下稱為"Z值"}變得越小，上述"S域溫度范圍縮小效果"和域"TiN量降低效果"越被有效地發揮，HAZ韌性越良好。該Z值的上限為低于0.38(%)，但是優選的上限為0.35(%)，更優選的上限為0.30(%)以下。還有，Z值的下限根據各化學成分的適當量確定，為0.0(%)左右。根據上述這種技術的開發，雖然能夠進一步提高高熱能焊接時的HAZ韌性，但特別是作為板厚80mm以上這樣的厚鋼板時，判明在鋼板(母材)的板厚中心部(板厚1/2部)不能確保良好的低溫韌性。根據本發明，在只有TiN分散的厚鋼板中，在板厚中心部不能確保良好的低溫韌性的原因，被推究為是由于在板坯的厚度方向TiN的分散有所不同。即，因為TiN在鑄造時生成，所以受到凝固偏析的影響，考慮到表層部和中心部TiN在大小和分布上會發生偏差。因此本發明者們著眼于同時有效地利用在厚度方向能夠比較均一分散的氧化物，并進一步研究。其結果是判明，如果含有REM和/或Ca、Ti和Zr，并使以圓當量直徑計算為0.25pm的氧化物每lmn^存在500個以上，則母材的低溫韌性得到進一步改善。另外還判明，這樣的氧化物的分散在進一步提高HAZ韌性上也有效。即判明，為了在本發明的厚鋼板中改善HAZ韌性，以微細的TiN為主體使之分散，但其由于上述的奧斯特瓦爾德成長而粗大化，并失去了HAZ韌性改善效果，作為失去了HAZ韌性改善效果的TiN的替代物，氧化物能夠有效地發揮作用。為了發揮出氧化物分散帶來的上述效果，需要控制為以圓當量直徑計算為0.25pm的氧化物每lmr^存在500個以上。氧化物的大小以圓當量直徑計算為低于0.2pm的這種微細氧化物時，使之分散也不發揮作用，以圓當量直徑計算為超過5pm這樣粗大氧化物時，其成為脆性破壞起點反而會招致韌性的降低。還有，為了實現上述這樣的氧化物的分散狀態，在將鋼水中的溶存氧量控制為0.00200.010%左右的基礎上添加Ti，接著進行REM和/或Ca和Zr的添加，將鑄造時的1500130(TC的溫度范圍內的冷卻速度控制在1(TC/分鐘以上即可。上述溶存氧量低于0.0020%時，即使復合添加上述各元素，因為氧量不足，所以仍不能確保有助于母材和HAZ韌性提高的氧化物分散量。另外，若溶存氧量超過0,010%，則因為鋼水中的氧量過多，所以鋼水中的氧與上述各元素的反應劇烈，不但熔煉作業上不為優選，而且容易生成粗大的復合氧化物。接下來，就本發明的鋼材(母材)的成分組成進行說明。如上述，本發明鋼板，即使其化學成分組成滿足上式(1)的關系式，但如果各個化學成分(元素)的含量未處于適當范圍內，仍不能達成HAZ(或母材與HAZ)的優異韌性。因此，在本發明的厚鋼板中，除了含Ti氮化物(或含Ti氮化物和氧化物)的分布狀況良好，以及化學成分滿足上式(1)以外，還需要使各個化學成分的量處于以下記述的適當范圍內。這些成分的范圍限定理由如下。c是用于確保鋼板的強度所不能欠缺的元素，另外如前述，c還是使鋼的狀態圖中的5域的溫度范圍縮小的有效元素。C含量低于0.03M時，不但不能確保鋼板的強度，而且發揮不出S域的縮小效果，含Ti氮化物將粗大化。C優選為0.04%以上，更優選為0,05%以上。然而，若超過0.12%，則焊接時在HAZ會大量生成島狀馬氏體相(MA相)，從而招致HAZ的韌性劣化。因此C需要抑制在0.12y。以下(優選抑制在0.010%以下)。特別是在使微細TiN相對于全部TiN為75。/。以上而防止焊接后的組織的不均一時，C的含量的上限可以為O.P/。。[Si:0.2%以下(含0%)]Si是通過固溶強化而在確保鋼板的強度方面有用的元素，但是若使之過剩地含有，則即使滿足上式(1)，由于提高了Ti的活性，仍會招致含Ti氮化物的粗大化。從這一觀點出發，需要使^含量為0.2%以下，優選抑制在0.15%以下。還有，對HAZ有更高韌性的要求時，Si可以抑制在0.3%以下。另外，如果從確保HAZ韌性這一觀點出發，則Si含量也可以是0%。Mn是在確保鋼板的強度上有用的元素，為了有效地發揮這一效果，需要使之含有1.0%以上。優選為1.2%以上。但是，若超過2.0%而使之過剩地含有，則HAZ的強度過度上升，韌性劣化，因此Mn含量為2.0M以下。優選為1.8%以下。作為雜質元素的P因為容易引起晶界破壞而對韌性造成不良影響，因此其含量優選盡可能地少。從確保HAZ韌性這一觀點出發，P含量需要抑制在0.03°/。以下，優選在0.02%以下。但是，在工業上使鋼中的P達到0%很困難。S是助長HAZ的高溫裂紋的雜質，優選其含量盡可能地少。從確保HAZ韌性這一觀點出發，S含量需要抑制在0.015%以下，優選在0.01%以下(更優選在0.0008%以下)。特別是在使微細TiN相對于全部TiN為75%以上而防止焊接后的組織的不均一時，S的含量的上限可以為0.01%。但是，在工業上使鋼中的S達到0。/。很困難。[Al:0.10%以下(不含0°/。)]Al作為脫氧元素有用，但是若其含量變得過剩，則HAZ韌性劣化，因此需要抑制在0.10%以下，優選在0.05%以下。另外，為了有效的發揮Al帶來的脫氧效果，優選使之含有0.01%以上。但是，在使上述這樣的氧化物(含有REM和/或Ca、Ti和Zr，以圓當量直徑計算為0.25,的氧化物)分散以改善母材的低溫韌性時，為了降低A1系氧化物造成的影響，Al含量優選為0.01%以下，更優選為0.008%以下。[Ti:0.0150.08%]Ti與N形成微細的氮化物和氧化物，是有助于母材和HAZ的韌性提高的元素。為了有效地發揮這一效果，需要使之含有0.015%以上，優選為0.018%以上。但是若過剩添加，則含Ti氮化物變得粗大而使HAZ韌性劣化，因此應該抑制在0.08%以下。優選為0.060%以下。但是，在使微細TiN相對于全部TiN為75%以上而防止焊接后的組織的不均一時，Ti的含量的上限可以為0.040%。N通過形成在高溫下熔留的氮化物(含Ti氮化物)，從而在確保HAZ韌性上是有用的元素。通過使N含量為0.0060。/。以上(優選為0.0070%以上)，將使高溫下熔留的含Ti氮化物增加。但是，若N含量過剩，則固溶N量增大，HAZ韌性劣化。因此，N需要抑制在0.0120n/。以下，優選在0.010%以下。B在焊接時所加熱的HAZ被冷卻的過程中與鋼中的N結合而析出BN，使HAZ韌性改善。為了有效地發揮這一效果，需要使之含有0.001%以上。優選為0.0015%以上。但是，若B含量變得過剩，則使HAZ的貝氏體組織粗大化，從而韌性劣化，因此需要使其在0.0050%以下。優選為0.0040%以下。Nb和Zr是在韌性提高上有效的元素。其中Nb有助于HAZ韌性提高，也有助于母材的韌性提高。另外Zr與N形成微細的氮化物，是有助于HAZ韌性提高的元素，但是通過形成微細的氧化物，也是有助于母材的HAZ韌性提高的元素。特別是形成上述這樣的氧化物(是含有REM和/或Ca、Ti和Zr的氧化物，以圓當量直徑計算為0.25pm的氧化物)也使母材的韌性提高時，必須含有Zr。為了發揮這樣的效果，優選Nb含有0.005。/。以上，Zr含有0.0001。/。以上。然而，若Nb的含量過剩，則使HAZ中的貝氏體組織粗大化，從而韌性劣化，因此需要在0.020%以下(優選為0.015%以下)。另外，若Zr的含量過剩，則氧化物變得粗大而使HAZ韌性劣化，因此需要在0.05%以下(優選為0.040%以下)。本發明規定的含有元素如上述，余量是鐵和不可避免的雜質，作為該不可避免的雜質，可以允許由原料、物資、制造設備等的狀況而帶入的元素(例如Sn、As、Pb等)的混入。另外，還積極地使下述元素含有也有效，對應所含有的成分的種類，鋼板的特性被進一步改善。特別是優選在提高HAZ韌性以外，對應要改善的特性來適當地選擇添加元素。Ca、Mg和REM(稀土類元素)是通過使鋼材中不可避免地混入的夾雜物(氧化物和硫化物等)的形狀微細化、球狀化，從而有助于HAZ韌性提高的元素。特別是在防止焊接后的組織的不均一而使韌性平衡良好時是有用的元素。為了有效地發揮這一效果，優選使之含有1種或2種以上(合計)為0.0005%以上。更優選為0.0008%以上。但是若這些元素的含量變得過剩，則夾雜物粗大化而HAZ韌性劣化，因此優選抑制在0.0050%以下。更優選在0.0030%以下。REM(稀土類元素)和Ca與上述Zr—樣，是構成有助于母材和HAZ的韌性提高的氧化物的元素，通過含有它們將實現氧化物的微細化。特別是在形成上述這樣的氧化物(是含有REM和/或Ca、Ti和Zr的氧化物，以圓當量直徑計算為0.25,的氧化物)也使母材的韌性提高時，優選降低A1的含量(0.01%以下)，并必須含有Zr，并且在上述范圍含有這些元素。為了有效地發揮這一效果，優選含有REM為0.0001%以上，含有Ca為0.0003%以上。更優選REM為0.001%以上，Ca為0.0005%以上。但是若這些元素的含量過剩，則夾雜物(氧化物)粗大化，母材和HAZ韌性劣化，因此優選REM為0.05%以下，Ca為0.02。/。以下。更優選REM為0.03%以下，Ca為0.015。/o以下。還有，在本發明中，所謂REM(稀土類元素)是含有鑭系元素(從La至Ln的15個元素)以及Sc(鈧)和Y(釔)的意思。在本發明的厚鋼板中，對應除了HAZ韌性提高以外而進行改善的特性，適當選擇上述這樣的任意成分并使之含有，但此外作為共通的特性改善元素，可列舉下述的元素，盡管與化學成分有差異，但在改善厚鋼板的基本的特性上有用。Cu、Ni和Cr均對HAZ韌性沒有影響，而是提高淬火性從而在提高鋼板的強度上有效發揮作用的元素。為了發揮這一效果，優選含有其l種或2種以上(合計)0.1%以上。更優選為0.15%以上。但是若這些元素的含量過剩，則HAZ的MA相增加，從而導致HAZ韌性劣化，因此優選抑制在1.5%以下。更優選在1.0%以下。Mo和V是在提高母材和HAZ的兩方面的強度上有效發揮作用的元素。這一效果隨著其含量增加而增大，但是為了更有效地發揮它們的效果，優選含有MoO為.l。/。以上，含有V為0.01。/。以上。然而，若這些元素的含量過剩，則使HAZ中的貝氏體組織粗大化，從而韌性劣化，因此優選將Mo抑制在0.5n/。以下(更優選為0.4%以下)，將V抑制在O.P/。以下(更優選為0.08%以下)。在本發明中，為了以上述方式控制含Ti氮化物，有效的方法是采用滿足上述各種化學成分組成的鋼，并控制鑄造時的冷卻速度。即，推薦在10°C/min以上對1500130(TC的溫度范圍進行冷卻而形成板坯。另外，為了這樣控制冷卻速度，可列舉使板坯厚度降低，使冷卻水量增加的方法。本發明涉及的是厚鋼板，在該領域中所謂厚鋼板，如JIS所定義的，一般指板厚為3.0mm以上的鋼板。但是，本發明的厚鋼板的板厚優選為80mm以上。B卩，本發明的厚鋼板是板厚為80mm以上的鋼板，即使對其進行熱能為50kJ/mm以上的高熱能焊接，仍顯示出良好的HAZ韌性。但是，本發明的鋼板的厚度并不限定為80mm以上，不排除在50mm以上或低于此的鋼板上的應用。如此得到的本發明的厚鋼板，能夠用作例如橋梁、高層建筑物和船舶等的結構物的材料，小中熱能焊接自不必說，即使是在高熱能焊接中也能夠防止母材和焊接熱影響區的韌性劣化。實施例以下，通過實施例更詳細地說明本發明，但下述實施例并沒有限定本發明的性質，也可以在能夠符合前、后述的宗旨的范圍內適當地加以變更實施，這些均包含在本發明的技術范圍內。(實施例1)根據通常的熔煉法，熔煉下述表1所示的組成的鋼，控制鑄造時(1500130(TC的溫度范圍)的冷卻速度同時對該鋼水進行冷卻，成為板坯(截面形狀200mmX250mm)后，加熱到IIOO'C并進行熱軋，成為板5厚50mm的熱軋板，軋制后進行空冷而成為試驗板。還有，在第1表中，REM以含有La為50%左右和含有Ce為25%左右的混合稀土的形態進行添加。另外，表1中"一"表示沒有添加元素。第l表<table>tableseeoriginaldocumentpage15</column></row><table>*余量Fe和不可避免的雜質。10對于上述這樣制造的各試驗板，按下述的要領測定其含Ti氮化物的個數密度(以圓當量直徑計算為0.05Mm以下的含Ti氮化物的個數，和以圓當量直徑計算為0.010.03pm的含Ti氮化物的占有率)、厚鋼板的抗拉強度、HAZ韌性。這些結果與Z值[-[Ti]X16[Si]X(12—40[C])]、鑄造時的冷卻速度一起顯示在第2表中。(含Ti氮化物的個數的測定)用透射型電子顯微鏡(TEM)，以6萬倍的觀察倍率、2X2(pm)的觀察視野、觀察處所5個的條件，對各鋼板的t(板厚)/4部位進行觀察。然后通過圖像分析來測定此視野中的各含Ti氮化物的面積，由該面積計算各氮化物的圓當量直徑。還有，含Ti氮化物的判別利用EDX(能量分散型X射線檢測儀)。換算并求得每lmn^中圓當量直徑為0.05pm以下的含Ti氮化物的個數，并且計算出圓當量直徑為0.010.03(im的微細的含Ti氮化物相對于全部含Ti氮化物(也包含以圓當量直徑計算超過0.05pm的含Ti氮化物)的個數比例(占有率％)。(抗拉試驗)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提取JISZ2201的4號試驗片，按JISZ2241的要領進行抗拉試驗，測定0.2%屈服應力(YS)。然后，YS為400MPa以上的評價為合格。(HAZ韌性的評價)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提取JISZ2201的4號試驗片，進行模擬了高熱能焊接的熱循環試驗，評價HAZ韌性。這時熱循環試驗是將上述試驗片加熱到140(TC并保持60秒后，花費約500秒冷卻80050(TC的溫度范圍，由此施加焊接熱能相當于65kJ的熱循環。依據JISZ2242，在一40'C進行擺錘沖擊試驗，測定吸收能(vE-4o)。這時對于5個試驗片進行吸收能(vE—4Q)測定，求得其平均值和最低值。然后，vE—4o的平均值為200kJ以上的評價為HAZ韌性優異，vE-40的最小值為120kJ以上的評價為穩定化得到改善。第2表鋼No.z值(質量％)鑄造時的冷卻速度cc/min)0.05iim以下的Ti含有氮化物個數密度(X108個/mm2)0.010.03um的Ti含有氮化物個數密度(％)YS(MPB)HAZ靭性平均(J)最小値(J)0.32129.28043522515420.32126，37942421514330.241210.98243021914540.37I25.37742320613850.24129.683448215I4860.27105.57642021013670.271216.88242525314080.231212，28445722915790.291211.581429221147100.30126.783468214159110.221210.386453225167120.27127.679430239181130，31126.678441238179I40.32128.8S0426250183150.26128,284'429255]87160.101228.79041811725170.50122，865423164106180.111217.78946817795190.22121J，18443310434200.321210.37842512245210.30128*58141314982220，19123.885422187133230.75122.25044915565240.25122.182448150143250.321210.07940912188260.25I210.385410155103270.48123，06742418499280.37125.9764169854290.3220.54043512733300，4620.53243910422由表l、2能夠進行如下考察(還有，下述No.表示表l、2的鋼No.)。No.115是滿足本發明規定要件的例子，化學成分組成、Z值和含Ti氮化物的微細分散均適當，可知能夠得到焊接熱影響區的韌性良好的鋼板。相對于此，No.1630脫離本發明規定的某一要件的例子，焊接熱影響區的韌性劣化。詳細地說如下述。No.16其鋼板中的C含量超過優選的上限，即使含Ti氮化物的形態良好，HAZ韌性還是劣化。No.17其鋼板中的Si含量超出本發明規定的范圍，含Ti氮化物的形態不良(沒有得到微細的含Ti氮化物)，無法獲得良好的HAZ韌性。No.18其鋼板中的Mn含量超出本發明規定的范圍，即使含Ti氮化物的形態良好，HAZ韌性還是劣化。No.19、20其鋼板中的P和S的含量超出本發明規定的范圍，即使含Ti氮化物的形態良好，HAZ韌性還是劣化。No.21其鋼板中的Nb含量超出本發明規定的范圍，即使含Ti氮化物的形態良好，HAZ韌性還是劣化。No.22其鋼板中的Ti含量低于本發明規定的范圍，含Ti氮化物的充分的個數密度和占有率未達到，HAZ韌性劣化。No.23其鋼板中的Ti含量超出本發明規定的范圍，含Ti氮化物粗大化，含Ti氮化物的充分的個數密度和占有率未達到，HAZ韌性劣化。No.24其鋼板中的N含量低于本發明規定的范圍，含Ti氮化物的充分的個數密度和占有率未達到，HAZ韌性劣化。No.25其鋼板中的N含量超出本發明規定的范圍，固溶N增加，HAZ韌性劣化。No.26其鋼板中的B含量低于本發明規定的范圍，即使含Ti氮化物的形態良好，HAZ韌性還是劣化。No.27其化學成分中Z值脫離本發明規定的范圍，含Ti氮化物的充分的個數密度和占有率未達到，HAZ韌性劣化。No.28其鋼板中的B含量超出本發明規定的范圍，即使含Ti氮化物的形態良好，HAZ韌性還是劣化。No.29在鑄造時的冷卻速度低，含Ti氮化物粗大化，含Ti氮化物的充分的個數密度和占有率未達到，HAZ韌性劣化。No30其化學成分的Z值和鑄造時的冷卻速度均處于適當范圍以外，含Ti氮化物顯著粗大化，含Ti氮化物的充分的個數密度和占有率未達到，HAZ韌性劣化。(實施例2)根據Si、Mn添加量對鋼水中的溶存氧量進行控制，同時通過熔煉法熔煉有下述第3表中所示的組成的鋼，控制鑄造時(15001300。C的溫度范圍)的冷卻速度，同時對該鋼水進行冷卻，成為板坯(截面形狀200mmX250miii)后，加熱到IIO(TC并進行熱軋，成為板厚80mm的熱軋板，軋制后實施直接淬火，在50(TC進行回火而成為試驗板。還有，在第3表中，REM以含有La為50%左右和含有Ce為25%左右的混合稀土的形態進行添加。另外，表1中"—"表示沒有添加元素。化學月fe分組s(質量％)IN0,CSiPSA1TiNBREMCaZrCuNiCr其他310050，101.680.0050，004000200220.00740，002700053—00120.350.30--320050，111.580.0060.005000300200.00880.0024000400，001000090.340.24-Nb:0.008330100，091-540-0050.004000200210.00780.0020-0.003000100，360.25-Nb:o細340080，131，550，0070.003000200200，00750，001800075-00120，350，26-0.007350040，081850.0060.004000200200，00700.002200066-0008---Nb:0.008360050.091.520，0050，005000300210.00780.0019000340，001500090.3526-Nb:0.007370050.051540-0070，004000200340.01100，001800055-00100，150.21-Nb:0.007380060.081.530，0060.005000200200，00650，002000032-0011--0.50Nb:0.008390060，091-540.0050.004000200220-01000.003500045-00100，300.20-Nb:0.007400050-101.550.0050.004000200210.00820.002100056—0012---Mo:0.25,Nb:0.009410060，081，530.0060，003000300200，00740，002000078-0011---Nb:0.008,V:0.40420050，091.540，0060，003000200210.00730，002400450-00120.300.31-0.009430050.101.560，0050，004000200220.00800.0022000450.012000100.290.30-Nb:0.008440050.091.550.0050，004000400240，00830，001800055-00280.300.29-Nb:0.009450050.091，560-0050，002000200200.00770，002500050-00120.310，30-Nb:0.007460150.051.340.00了0，003000300200.00780.001700034-0011---Nb:0.009470050.211.520.0060.002000200170.00790.001500036-00100，150，20-Nb:0.008480050.042.140.0050.003000200180，00820.0016000400012■---Nb:0.008490050，091，570.0320，003000400170.00800，001800038-00120.340，26-Nb:0.007500040，091，490，0050，003003300220，00820，001700032-0009---Nb:0.022510050.101，560，0050，003000200140，00780，001800035-00100.350，24-Nb:0.009520050.091.550，0060，002000200520.00750.001500043-0012---Nb:0.008530050，101540-0060，002000300180.00430.001800032-0009--0.4了Nb:0.007540050，081，520，0050，003000200270，01250.002000036-0010--0.520.009550060，091.540.0050.001000300200，00760，00520004000120.340，25-Nb:0.010560050-121，550，0060，002000200250-00750，001500035-00090.350，25-Nb:0.008570060.111，540.0050，003003200220，00800-0015---0，200.19-Nb:0.009580050，101.560-0070，002000300220.00820，001800056--0.340-25-Nb:0.009590050，111，540.0050，005000200200，00750.002000038-00120，350，24-Nb:0.009600050，121-550，0060，003000200240，00740.001600028-00120，340，25-Nb:0.010*余量Fe和不可避免的雜質。200710162696.8勢溢也被16/19:a;對于上述這樣制造的各試驗板，與實施例1同樣，測定其含Ti氮化物的個數密度、厚鋼板的抗拉強度和HAZ韌性(評價基準與實施例1相同)，并且按下述的要領測定厚鋼板(母材的韌性)、氧化物的成分組成和個數密度。這時，還計算圓當量直徑為0.010.03pm的微細的含Ti氮化物相對于全部含Ti氮化物(也包括以圓當量直徑計算超過0.05pm的)的個數比較(占有率％)。這些結果與Z值[=[Ti]X16[Si]X(12—40[C])]、鋼水中的溶存氧量、鑄造時的冷卻速度一起顯示在下述第4表中。(氧化物的組成和個數密度的測定)使用津島制作所制"EPMA-8705"(商品名)，以1000倍的倍率進行觀察，對于圓當量直徑為0.25pm的析出物(氧化物)進行分成組成分析。觀察視野面積為15cm2，分析個數為IOO個，通過特性X射線的波長色散分析在析出物中央部的成分組成。分析對象元素為Al、Mn、Si、Ti、Zr、Ca、La、Ce和O。另夕卜，通過由觀察視野面積進行分割，換算并求得每lmr^中氧化物的個數。(母材的韌性)從得到的試驗板的t(板厚)/2部位，在相對于軋制方向成直角的方向提取JISZ2201的4號試驗片，依據JISZ2242，在一40。C下進行擺錘沖擊試驗，測定吸收能(vE—4Q)。這時對于3個試驗片進行吸收能(YE,)測定，計算其最低值。該最低值超過200J的評價為母材韌性優異。第4表鋼No.Z值(質量溶存氧量(質量％)鑄造時的冷卻速度("C/mii)0.05ym以下的Ti含有氮化物個數密度(X10'個/mm2)0.25iim的氧化物個數密度(個/mm2)氧化物構成元素母材的YS(MPa)韌性vEw母材(J)HAZ(J)310，350.00351210.1612Ti,REM,Zr,Mn414297135320.360.00S3127.0563Ti，REM,Ca，Zr404284125330.240.00351212.1612Ti，Ca,,Zr,Mn415293145340.370.0034125.9588Ti,REM，Zr,Mn402300J23350，270.00401210.6735Ti，REM,Zr，Mn428215148360.300.0034105.5588Ti,REM,Ca,Zr402285136370.270.00431210.8808Ti,REM,Zr,Mn406256140380.250.00351213.6612Ti，REM,Zr，Mn438213157390.300.0045I212.6857Ti，REM,Zr，Mn410277147400.340.0054127.4690Ti,REM,Zr'Mn446213159410.250.00441211.5833Ti,REM,Zr,Mn432256167420.300.0035128.4612Ti，REM,Zr409275181430.350.0056127.3721Ti,REM,Ca,'Zr420255179440.350.0035129.6612Ti，REM,Zr407290183450.290.00301289.2605Ti，REM,Zr，Mn408302187460.100.00341231.9588Ti,REM,Zr,Mn40320515470.570.0034123，2612Ti，REM,Zr,Mn40218597480.120.00351220，0612Ti,REM,Zr,Mn44325795490.240.00361212，6637Ti，REM,Zr，Mn41218934500.330.0040129*4327Ti，REM,Zr，Al40115482510.220，0056123.81127Ti,REM,Zr，Mn402160133520.750.0035122.2612Ti,REM,Zr，Mn42815565530.280.0036122.1637Ti，REM,Zr,Mn429158112540.350.00411210.8759Ti，REM,Zr，Mn40915488550.280.00421211.5784Ti，REM，Zr，Mn40522798560.480.0050123.0627Ti,REM,Zr,Mn40517696570.370.0015126.578Al408103145580.350.0056128,8368Ti,REM,Mn41514433590.350.01451211.5367Ti,REM,Zr,Mn4068845600.460.004420.2370Ti,REM,Zr,Mn42010722由表3、4能夠進行如下考察(還有，下述No.表示表3、4的鋼No.)。No.3145是滿足本發明規定要件的例子，化學成分組成、Z值和含Ti氮化物的微細分散均適當，可知能夠得到母材和焊接熱影響區的韌性良好的鋼板。相對于此，No.4660脫離本發明規定的某一要件的例子，焊接熱影響區的韌性劣化。詳細地說如下述。No.46其鋼板中的C含量超過本發明規定的范圍，即使含Ti氮化物和氧化物的形態良好，母材和HAZ韌性還是劣化。No.47其鋼板中的Si含量超出本發明規定的范圍(Z值大)，含Ti氮化物的形態不良(沒有得到微細的含Ti氮化物)，無法獲得良好的母材和21HAZ的韌性。No.48其鋼板中的Mn含量超出本發明規定的范圍，即使含Ti氮化物的形態良好，母材和HAZ的韌性還是劣化。No.49其鋼板中的P的含量超出本發明規定的范圍，即使含Ti氮化物的形態良好，母材和HAZ韌性還是劣化。No.50其鋼板中的Al含量超出優選的范圍，即使含Ti氮化物的形態良好，氧化物個數密度仍降低，母材和HAZ的韌性劣化。No.51其鋼板中的Ti含量低于本發明規定的范圍，含Ti氮化物的充分的個數密度未達到，母材的韌性劣化。No.52其鋼板中的Ti含量超出本發明規定的范圍，含Ti氮化物粗大化，未達到充分的個數密度，母材和HAZ韌性劣化。No.53其鋼板中的N含量低于本發明規定的范圍，含Ti氮化物未達到充分的個數密度，母材韌性劣化。No.54其鋼板中的N含量超出本發明規定的范圍，固溶N增加，母材和HAZ的韌性劣化。No.55其鋼板中的B含量超出本發明規定的范圍，即使含Ti氮化物的形態良好，HAZ韌性還是劣化。No.56其化學成分中Z值脫離本發明規定的范圍，未達到含Ti氮化物的充分的個數密度，母材和HAZ的韌性劣化。No.57其鋼板中的Al含量超出優選的上限，且不含REM等的氧化物構成元素(規定組成的氧化物的分散不足)，母材韌性劣化。No.58在鋼板中不含Zr，母材和HAZ韌性極度劣化。No.59在鑄造時的溶存氧量過剩，氧化物粗大化而達不到充分的個數密度，母材和HAZ的韌性劣化。No.60其化學成分的Z值和鑄造時的冷卻速度均處于適當范圍以外，含Ti氮化物和氧化物顯著粗大化，達不到充分的個數密度，母材和HAZ的韌性劣化。根據本發明，通過既滿足上述式(1)的有關系，又使鋼板的化學成分組成處在適當的范圍內，并且使含Ti氮化物適當地微細分散，能夠在高熱能焊接時使鋼材中固溶消失的微細的氮化物和氧化物均一分散在鋼中，因此能夠實現焊接熱影響區(HAZ)的韌性得到改善的厚鋼板。另外，除了上述構成以外，通過適當控制含Ti氮化物的分散狀態(密度)，能夠實現能夠良好地維持韌性平衡的厚鋼板，而通過使氧化物微細分散，則能夠實現HAZ韌性和母材的韌性均得到改善的厚鋼板。權利要求1.一種焊接熱影響區的韌性優異的厚鋼板，其特征在于，以質量％計含有C0.03～0.12％、Si0.2％以下且含0％、Mn1.0～2.0％、P0.03％以下但不含0％、S0.015％以下但不含0％、Al0.10％以下但不含0％、Ti0.015～0.08％、N0.0060～0.0120％和B0.0010～0.0050％，此外還含有Nb0.005～0.020％和/或Zr0.0001～0.050％，并且滿足下述(1)式的關系，并且以圓當量直徑計為0.05μm以下的含Ti氮化物每1mm2內存在5.0×106個以上，[Ti]×16[Si]×(12-40[C])＜0.38(％)…(1)其中，[Ti]、[Si]和[C]分別表示Ti、Si和C的質量％的含量。2.根據權利要求1所述的厚鋼板，其特征在于，以質量X計含有C:0.1%以下、Al:0.010.10%、S:0.01%以下、Ti:0.04%以下，含有Nb和Zr，或者至少含有Nb和Zr中的Nb，并且在以所述圓當量直徑計為0.05|im以下的含Ti氮化物之中，以圓當量直徑計為0.010.03(im的含Ti氮化物的個數相對于全部含Ti氮化物占75%以上。3.根據權利要求2所述的厚鋼板，其特征在于，還含有從Ca、Mg和REM中選擇的1種以上的元素，該選擇的1種以上的元素以質量％計合計為0.00050.0050%。4.根據權利要求13中任一項所述的厚鋼板，其特征在于，還含有從Cu、Ni和Cr中選擇的l種以上的元素，該選擇的l種以上的元素以質量％計合計為0.11.5%。5.根據權利要求13中任一項所述的厚鋼板，其特征在于，以質量。/^計還含有Mo:0.5。/。以下但不含0。/。和/或V:0.1%以下但不含0%。6.根據權利要求4所述的厚鋼板，其特征在于，以質量％計還含有Mo:0.5%以下但不含0%和/或￥:0.1%以下但不含0%。7.根據權利要求1所述的厚鋼板，其特征在于，以質量X計含有A1:0.01%以下，含有Nb和Zr，或者至少含有Nb和Zr中的Zr，還含有REM:0.0010.05%和/或Ca:0.00030.02°/。，并且在含有REM和/或Ca、Ti和Zr的氧化物中，以圓當量直徑計為0.25pm的氧化物每lmm2內存在500個以上。8.根據權利要求7所述的厚鋼板，其特征在于，還含有從Cu、Ni和Cr中選擇的1種以上的元素，該選擇的1種以上的元素以質量％計合計為0.11.5%。9.根據權利要求7或8所述的厚鋼板，其特征在于，以質量％計還含有Mo:0.5。/。以下但不含0。/o禾口/或V:0.1%以下但不含0%。全文摘要公開了一種即使在進行高熱能焊接時HAZ韌性也優異的厚鋼板，其含有C0.03～0.12％、Si0.2％以下(含0％)、Mn1.0～2.0％、P0.03％以下(不含0％)、S0.015％以下(不含0％)、Al0.10％以下(不含0％)、Ti0.015～0.08％、N0.0060～0.0120％和B0.0010～0.0050％，此外還含有Nb0.005～0.020％和/或Zr0.0001～0.050％，且滿足(1)式的關系，并且以圓當量直徑計算為0.05μm以下的含Ti氮化物每1mm<sup>2</sup>存在5.0×10<sup>6</sup>個以上。[Ti]×16[Si]×(12-40[C])＜0.38(％)…(1)，其中，[Ti]、[Si]和[C]分別表示Ti、Si和C的含量(質量％)。文檔編號C22C38/14GK101182618SQ20071016269公開日2008年5月21日申請日期2007年10月16日優先權日2006年11月13日發明者岡崎喜臣,出浦哲史,名古秀德,杉村朋子,高岡宏行申請人:株式會社神戶制鋼所