厚板厂自1968年在本公司加古川制铁所运转至今,不断地满足着造船、建筑、桥梁、能源和产业机械为代表的各行业的需求,能准确及时地提供高性能的厚钢板。厚钢板在质量上的最大课题是以降低施工成本和缩短工期为目的,并确保用户能够在大功率焊接时HAZ(焊接热影响区)的韧性。近年来,随着钢结构的大型化,所用钢材也趋于高强度化和厚壁化,并要求相应的提高大功率焊接技术。在这种状况下,重新把它作为核心技术进行了开发并已经实用化的是被称为低C多方位贝氏体组织控制技术。该技术是在低C条件下通过加入适量弱碳化物形成元素,确保大功率焊接时达到HAZ的贝氏体组织的细微化和减少MA(马氏体一奥氏体组织)岛状硬化组织的目的,来保证优良的HAZ韧性。现在已形成神户超级韧性系列,完成了商品菜单化,得到了所有用户的高度评价。
为对应大功率焊接开发了利用TiN析出抑制焊接时晶粒粗大化和促进仪析出的KST处理技术,通过与TMCP技术组合实现了优良的HAZ韧性与母材的高强度、高韧性兼容;另一方面,为了适应更高的对进一步高强度化和大功率焊接HAZ韧性的要求,还要不断进行原有技术改良和新技术开发。可以说历来改善HAZ韧性的有效方法有三点,以此观点对它的进步做如下介绍。
抑制液相线附近的Y晶粒粗大化;减少MA;Y晶粒内的相变组织的细微化。
晶粒粗大化的抑制。可有效采用如前所述的TiN弥散分布,但对人热超过50kJ/mm的大功率焊接,效果就不明显。这是因为大功率焊接液相线附近温度是超过1400~C以上的高温,大部分TiN已被固溶,不能充分发挥抑制晶粒粗大化的作用。有人提出通过增加Ti量来增加高温下残留TiN量,但是TiN粗大化与确保HAZ韧性并没有关系。因此,本公司详细调查了板坯铸造时TiN的析出行为。结果表明,采用Ti/N的最佳平衡和通过合金成分设计促进rri扩散,使TiN粗大化变得容易的6铁素体温度区变窄,成功的获得了如图1所示的TiN多量析出并弥散分布,实现了抑制大功率焊接HAZ区晶粒的粗大化。
减少MA。是通过降低钢板c含量来实现的。MA是因焊接而处于高温的HAZ区,一旦形成了相,在其后冷却相变过程中,c在未相变的中发生浓缩,使^y相稳定而生成的。因此通过降低C量抑制C向未相变的浓缩,能够减少MA的生成量。当降低C量时,在MA微细化的同时,体积率也大幅度降低。
晶粒内的相变组织细微化。以往的措施是促进晶粒内OL生成达到细微化,但这对焊接HAZ区为单相贝氏体的高强钢不适用,所以要想改善大功率焊接HAZ韧性,必须把由y生成的贝氏体组织细微化。通过低C化措施使MA大幅降低,并且进一步进行了使贝氏体组织细微化的合金成分设计。,加Nb、Mo钢种与加Mn钢种的组织形态有着明显差别。并且在重复的研究中又发现对于贝氏体组织细微化来说,提高核生成率和使结晶方法无序化是有效的。采用提高相变动力的成分设计可以得以实现。可以把成分设计技术的低C多方位贝氏体技术用于各种高强钢。
瞳