CN101386956A

CN101386956A - 韧性及疲劳龟裂发生抑制优良的焊接接头

Info

Publication number: CN101386956A
Application number: CNA2008102134611A
Authority: CN
Inventors: 古川直宏; 大垣诚一
Original assignee: Kobe Steel Ltd
Current assignee: Kobe Steel Ltd
Priority date: 2007-09-13
Filing date: 2008-09-04
Publication date: 2009-03-18
Also published as: KR20090028449A; JP5096088B2; KR101011625B1; JP2009068078A

Abstract

本发明提供一种焊接接头，其通过焊接将高张力钢板接合。高张力钢板的焊接热影响部的组织其旧奥氏体的平均粒径为200μm以下，同时其贝氏体的分率为90％面积以上，且在将由两个结晶的方位差为15°以上的大角粒界围成的区域设为晶粒时，该晶粒的平均当量圆直径为9μm以下。据这样的构成，能够抑制迄今为止抑制困难的、以焊接金属和母材边界的微细裂纹为起点的疲劳龟裂的发生，同时能够改善HAZ韧性。

Description

韧性及疲劳龟裂发生抑制优良的焊接接头

技术领域

本发明涉及一种焊接接头，其通过进行焊接将用于土木、建筑、桥梁、海洋结构物、管道、船舶、储藏、建筑机械等的各种用途的高屈服比高张力钢板接合，尤其是涉及一种焊接接头，其抑制高张力钢板的焊接热影响部(以下，有时称作“HAZ”)的疲劳龟裂的发生而确保良好的疲劳寿命，同时HAZ的韧性也优良。

背景技术

适用于上述各种用途的结构材料大多施加循环交变应力，因此为了确保结构材料的安全性，对作为原材料使用的钢板来说，疲劳特性良好在设计上极其重要。

迄今为止，对提高钢材的疲劳特性进行了广泛研究，其研究大致分为两类技术：(1)抑制在应力集中部的疲劳龟裂的发生；(2)抑制暂时发生的龟裂的进展。但是，实际上对海洋结构物及造船等的焊接结构物实施定期检查，在确认疲劳龟裂发生了的时刻实施维修。因此，强烈要求改善上述(1)的特性的技术。

通过焊接接头构筑的焊接结构物的情况是在焊接时导入的极微小的缺陷(微细裂纹)成为疲劳龟裂的起点，在一定大小以下时，通过被称为闭口的现象，龟裂不发生、进展。但是，当微细裂纹比一定大小大时，由于循环交变载荷而进展的龟裂(即，疲劳龟裂)发生，且进展下去。

因此，例如，如角焊的焊接止端部，对焊接金属和母材(钢板)的边界即HAZ来说，抑制疲劳龟裂的发生成为重要的事项。另外，这样的HAZ容易引起韧性的恶化，因此，与疲劳龟裂的发生一起确保良好的韧性也很重要。

迄今为止，用于HAZ疲劳龟裂的发生或韧性确保的技术已提案了各种各样的技术，例如，特开2006—169602号提案了一种技术，该技术设钢板的金属组织为铁素体和贝氏体的复合组织，设从(100)面的X线衍射强度的半价幅为0.13度以上，且管理HAZ和焊接金属的硬度进行，由此改善490～590N/mm²级(50～60kgf/mm²级)的焊接接头的长寿命区域的焊接疲劳特性。

该技术以提高龟裂发生后的疲劳龟裂进展反抗性的提高为目的，尤其是以提高长时间的疲劳寿命提高的效果为目的。但是，对实际的焊接结构物来说，通过定期检查，在疲劳龟裂发生后的阶段进行维修，在现实中很难说充分发挥有效的效果。

另外，特开平6—235044号公报提案了一种技术，该技术设钢板的Si含量为0.3～0.6％，由此，使HAZ组织在贝氏体的板条间大量生成岛状马氏体，同时设Cu含量为0.5～1.2％，由此使铁素体固溶强化，从而提高疲劳强度，防止贝氏体基体的韧性的显著下降。

该技术通过生成大量的岛状马氏体抑制龟裂发生，但由于岛状马氏体大大降低HAZ韧性，所以在HAZ韧性要求严格的海洋结构物或造船等的领域难于满足韧性要求。

另一方面，特许第2911725号中提案了一种技术，该技术设焊接接头的组织为软质铁素体，而且设钢板的Si含量为0.6～2％范围，由此发生层积缺陷能量现象，降低横向滑动，抑制循环交变塑性变形时的变形的局部化，从而提高塑性变形的可逆性。但是，钢板含有0.5％以上Si的技术使焊接接头的HAZ的韧性下降，在对HAZ韧性要求严格的海洋结构物或造船等的领域，难于满足韧性要求。

另外，特开平8—209296号中还提案了一种技术，该技术将碳当量Ceq控制为0.4～0.8％，HAZ的组织为含马氏体60％以上的组织，减小马氏体的板条和板条的界面的强度差，由此抑制HAZ的疲劳龟裂的发生。

但是，马氏体虽然相对于疲劳强度的提高有效的、但由于其为脆性的组织，因此在对HAZ韧性要求严格的海洋结构物或造船等的领域，依然难于满足韧性要求。

发明内容

本发明是为着眼于上述的事项而开发的，其目的在于提供一种焊接接头，该接头抑制以迄今为止难于抑制的焊接金属和母材(钢板)的边界的马氏体为起点的疲劳龟裂的发生，且也能够极力改善HAZ韧性。

所谓能够实现上述目的的本发明的焊接接头是指通过焊接将钢板接合的焊接接头，其中，所述钢板除含有C：0.01～0.06％(质量％的意思，以下同)、Si：0.01～0.5％、Mn：0.5～2.0％、Al：0.005～0.10％、Nb：0.005～0.05％、Ti：0.008～0.03％、B：0.001～0.005％以及N：0.0030～0.0008％之外，还含从Cr：0.3～1.0％、Cu：0.1～1.0％、Ni：0.1～1.0％、Mo：0.03～0.5％以及V：0.02～0.05％中选出的至少一种，且Ti的含量[Ti]和N的含量[N]满足下述(1)式的关系，同时由下述(2)式规定的A值满足0.15％以下。所述钢板的焊接热影响部的组织其旧奥氏体的平均粒径为200μm以下，同时其贝氏体的分率为90％面积以上，且在将由两个结晶的方位差为15°以上的大角粒界围成的区域设为晶粒时，该晶粒的平均当量圆直径为9μm以下。

[Ti]/[N]≤3.4 …(1)

A值＝[C]+[Si]/19+[Mn]/30+[Cu]/49+[Ni]/51+[Cr]/33+[Mo]/25+[V]/13 …(2)

其中，[C]、[Si]、[Mn]、[Cu]、[Ni]、[Cr]、[Mo]及[V]分别表示C、Si、Mn、Cu、Ni、Cr、Mo及V的含量(质量％)。

另外，所谓“平均当量圆直径”是指将方位差为15°以上的大角粒界围成的晶粒换算成同一面积的圆时的直径(当量圆直径)的平均值。

另外，作为本发明的钢板，在上述优选的化学成分组成的基础上，还优选分别抑制P在0.025％以下，抑制S在0.02％以下，或含有Ca及稀土族元素合计为0.0005～0.005％。根据抑制或含有成分的种类，进一步改善焊接接头的特性(反映钢板特性的特性)。

本发明的焊接接头中，所述高张力钢板的HAZ发挥—40℃的平均摆锤吸收能量50J以上的优良韧性(低温韧性)。

本发明的焊接接头中，作为构成焊接接头的钢板的HAZ，具有以贝氏体为主体的组织(面积率90％以上)，同时适宜规定贝氏体的各结晶方位关系，且适宜规定旧奥氏体的大小，由此，实现疲劳发生抑制优良且确保良好的HAZ韧性的焊接接头。这样的焊接接头对应用到土木、建筑、桥梁、海洋结构物、管道、船舶、储藏、建筑机械等的各种焊接结果物导航有用。

附图说明

图1是表示疲劳龟裂试验片形状的说明图；

图2是表示贝氏体分率给与大角粒径和ΔKth的影响的曲线；

图3是表示旧γ粒径和HAZ韧性(vE_-40)的关系的曲线；

图4是表示A值和大角粒径的关系的曲线。

具体实施方式

本发明者们为了解决上述课题从各种角度进行了研究。其结果是，得到了如下见解。即，为了抑制以目前抑制困难的焊接金属和母材(钢板)的边界的马氏体为起点的疲劳龟裂的发生，而在构成焊接接头的母材中作成微细且均质的贝氏体的单一组织，由此能够将表示疲劳龟裂进展的下界限特性的ΔKth(后边叙述)控制成高的值，另外，通过实现旧奥氏体粒径的微细化也能够确保良好的HAZ韧性，由此发现很好实现上述目的的技术，完成了本发明。下面，对由本发明规定的各必要条件的作用效果进行说明。

首先，对本发明的焊接接头的钢板的热影响部的组织进行说明。

以贝氏体相为主体的单相组织考虑是粒界成为疲劳龟裂发生的阻力的单相组织。其中，在形成粒界的两端的方位差小(例如未满15°)的小角粒界(小倾角边界)，粒界能量减小，且其效果小，因此需要以上述方位差为15°以上的大角粒界(大倾角边界)为对象。即，在上述方位差为15°以上的大角粒界围成的晶粒中以换算成同一面积圆时的直径(当量圆直径)的平均值设为9μm以下的晶粒，由此能够实现疲劳龟裂发生抑制效果优良的焊接接头。优选该晶粒为8μm以下，更优选7μm以下。另外，上述“方位差也被称作“偏差角”或“倾角”，以下有时称“结晶方位差”。另外，为了测定这样的结晶方位差，只要采用EBSP法(ElectronBackscattering Pattern法)即可。

另外，作为均质组织，构成焊接接头的钢板的贝氏体的分率必须为90％面积以上。通过满足这样的必要条件，成为疲劳龟裂发生抑制优良的组织。该贝氏体分率优选95％面积以上，更优选97％面积以上。另外，所谓本发明的贝氏体组织为除多边形铁素体及马氏体之外的组织，如贝氏体铁素体、针状铁素体、魏氏体铁素体(Widmanstatten ferrite)，为包含在中间速度区域生成的各种组织的组织。

另一方面，为了使HAZ韧性良好，构成焊接接头的钢板的旧奥氏体(旧γ)的平均粒径需要为200μm以下。通过满足这样的必要条件，能够确保焊接接头HAZ良好的韧性。旧奥氏体的平均粒径优选为190μm以下，更优选为175μm以下。另外，所谓旧奥氏体是指HAZ通过焊接时的进热发生奥氏体相变，在其后保持高温的过程中粒成长成的奥氏体的组织的意思。另外，该旧奥氏体通过焊接后的冷却再次发生相变成为规定的HAZ组织，但该粒径可测定。

本发明的焊接接头中，为通过满足上述的必要条件，抑制以焊接金属和母材(钢材)的边界的马氏体为起点的疲劳龟裂的发生，并且也能够确保HAZ良好的韧性的焊接接头。就用于本发明的焊接接头的高张力钢板的钢种类而言，只要是高张力钢板，就没有特别限定，但从满足上述特性方面看，也优选满足下述的化学成分组成。这些成分的范围设定理由如下。

[C：0.01～0.06％]

C为确保钢板强度所必的元素。从经济上确保强度方面来说，优选大量含有C，但当过剩含有时，在焊接接头部的HAZ，岛状马氏体(M—A)急剧增加，有损HAZ的韧性。另外，当C超过0.06％而过剩含有时，HAZ组织大多含有韧性低且组织单位大的贝氏体组织，从而大大降低韧性和疲劳发生特性。因此，C含量的上限最好为0.06％以下。另一方面，当极低C化至不满0.01％时，在焊接部的HAZ，从旧奥氏体粒界容易生成初析铁素体，从而降低疲劳发生特性。因此C含量为0.01％以上。而且，C含量的更优选的下限为0.015％，优选的上限为0.055％。

[Si：0.01～0.5％]

Si为用于脱氧和强度确保的有效的元素，当过剩含有时，钢材(母材)中大量析出岛状马氏体相(M—A相)，造成韧性恶化。正因为如此，所以优选设其上限为0.5％。而且，Si含量的更优选的上限为0.35％。

[Mn：0.5～2.0％]

Mn为用于钢板的强度及韧性确保的有效的元素，为了发挥这样的效果，优选Mn含有0.5％以上。但是，当过剩地含有Mn时，引起母材的韧性恶化，因此设上限为2.0％。Mn含量的更优选的下限为0.9％，更优选的上限为1.7％。

[Al：0.005～0.10％]

Al为作为脱氧剂有效的元素，不满0.005％的话不发挥这样效果。但是，当过剩地含有时，Al氧化物或氮化物大量生成，导致焊接接头部的韧性恶化。正因为如此，优选其上限为0.10％。而且，Al含量的更优选的下限为0.015％，更优选的上限为0.07％。

[Nb：0.005～0.05％]

Nb是为了在降低C含量的状态下抑制多边形铁素体的相变且确保均质的贝氏体组织的有效的元素。为了发挥这些效果，优选Nb含有0.005％以上。但是，当Nb的含量过剩超过0.05％时，难于确保焊接接头部的HAZ韧性。另外，Nb含量的更优选的下限为0.01％(更优选0.015％)，更优选的上限为0.03％。

[Ti：0.008～0.03％]

Ti为通过均质分散氮化物(TiN)，由此在抑制焊接进热时的旧奥氏体(旧γ)的粗大化、HAZ韧性的提高和抑制初析体铁素体生成、促进HAZ组织的微细化及均质化方面有效的元素。为了发挥这些的效果，Ti含量必需为0.008％以上。但是，当过剩地含有Ti时，将析出粗大的夹杂物，反而使HAZ韧性恶化，因此设其上限为0.03％。而且，Ti含量更优选的下限为0.01％，更优选的上限为0.02％。

[B：0.001～0.005％]

B是用于抑制初析铁素体、促进HAZ组织均质的贝氏体相变的有效的元素。为了发挥这些效果，优选B含有0.001％以上。但是，当过剩地含有B时，其效果不仅饱和，而且HAZ组织中的夹杂物(B氮化物)增加、HAZ韧性反而下降，因此，B含量的上限必需为0.005％。而且，B含量的更优选的下限为0.015％，更优选的上限为0.003％。

[N：0.003～0.008％]

在焊接接头的HAZ，为高位确保韧性，而使旧奥氏体粒内微细析出TiN，防止旧奥氏体粒的粗大化有效。为了发挥这些效果，优选N含量为0.003％以上。但是，当N的含量过剩超过0.008％时，粗大的TiN析出，成为破坏的起点。另外，N含量的更优选的下限为0.004％，更优选的上限为0.0065％。

另外，如果从生成TiN的观点出发，则Ti含量和N含量的关系优选满足下述(1)式的关系。

[Ti]/[N]≤3.4 …(1)

[选自由Cr：0.3～1.0％、Cu：0.1～1.0％、Ni：0.1～1.0％、Mo：0.03～0.5％以及V：0.02～0.05％组成的族中的至少一种]

这些元素抑制相变，降低贝氏体相变开始温度Bs，由此，发挥细化组织单位的作用。另外，贝氏体在相变时以K—S关系(Kurdjiumov—Sachs的关系)进行相变，通过低温相变生成单一的变种(所谓的兄弟晶)组成的微细的块。为了发挥这样的效果，优选含有上述的各下限以上，但当大量含有时，损害焊接性，故最好为上限值。

由本发明构成焊接接头的钢板，优选满足如上述所示的化学成分组成，但由下述(2)式规定的A值为0.15％以下也是很重要的必要条件。即，为了生成贝氏体，需要含有C、Si、Mn、Cr、Mo以及V等淬火性高的元素，为了细微的贝氏体的生成，优选这些元素的含量尽可能地降低。

A值＝[C]+[Si]/19+[Mn]/30+[Cu]/49+[Ni]/51+[Cr]/33+[Mo]/25+[V]/13 …(2)

本发明者们使用下述表1表示化学成分组成的各种钢板，进行再现热循环试验，利用该试验片，通过利用CT试验片的坯料龟裂传播试验，求出上述(2)式中的各系数(有关钢板的制造方法或疲劳龟裂传播使用方法与后述的实施例相同)。

此时算出的ΔKth(下界限应力扩大系数范围：参照后述实施例)和各成分的关系如下述(3)～(10)所示，通过整理这些关系，求出上述(2)式(有关[C]、[Si]、[Mn]、[Cu]、[Ni]、[Cr]、[Mo]及[V]的意思与上述相同)。

In(ΔKth)＝2.522—15.413[C] …(3)

In(ΔKth)＝2.343—0.829[Si] …(4)

In(ΔKth)＝2.003—0.507[Mn] …(5)

In(ΔKth)＝1.876—0.312[Cu] …(6)

In(ΔKth)＝1.887—0.305[Ni] …(7)

In(ΔKth)＝1.531—0.461[Cr] …(8)

In(ΔKth)＝1.964—0.621[Mo] …(9)

In(ΔKth)＝2.381—1.159[V] …(10)

本发明中使用的高张力钢材的优选的化学成分组成如上所述，剩余部分为由铁及不可避免的杂质(例如，P、S、O等)组成的成分，该不可避免的杂质中的P或S从下述的观点来看，优选分别抑制P：0.025％以下及S：0.02％以下。

[P：0.025％以下及S：0.02％以下]

由于P为偏析出晶粒、对延伸性或韧性起有害作用的杂质，所以优选尽可能地少，但考虑不可避免地户名软钢此种，最好抑制在0.025％以下(更优选0.020％以下)。另外，S为与钢材中的合金元素发生反应形成各种的夹杂物、对钢材的延伸性或韧性起有害作用的杂质，所以优选尽可能地少，考虑不可避免地混入，最好抑制在0.02％以下(更优选0.15％以下)。

另外，本发明中使用的钢板除上述成分之外，作为必要，含有Ca及/或稀土类元素也有效，通过含有这些的元素，进一步改善钢板的特性(即，焊接接头的特性)。

[Ca及稀土类元素：合计0.0005～0.005％]

Ca及稀土类元素(REM)为对降低夹杂物形状的异方性、提高HAZ韧性有效的元素。这样的效果随着其含量的增加而增大，但当过剩含有时，夹杂物粗大化，反而降低HAZ韧性。由此，在含有这些时，优选这些元素的含量合计为0.005％以下。而且，为有效发挥上述效果的优选的下限为这些元素的含量合计为0.0005％。

使用上述的钢板，通过焊接构成焊接接头，由此焊接接头的上述高张力钢板的HAZ如后述的实施例所示，为发挥—40℃的平均摆锤吸收能量50J以上的优选的韧性(低温韧性)的HAZ。而且，有关此时的焊接方法，没有特别的限定，可以应用碳酸气体焊接法、埋弧焊接法、电气焊接法、其他的方法，无论应用哪种焊接方法都能够实现坯料龟裂发生抑制特性及韧性优良的焊接接头。

本发明的焊接接头为在构成焊接接头的阶段的HAZ的组织以贝氏体为主体的组织组成的焊接接头，但HAZ通过焊接时的进热达到Ac₃以上的温度(通常1300～1450℃)，完全进行奥氏体相变，因此不受母材的金属组织的影响，而是由母材的成分确定其特性。因此，为了满足焊接接头良好的特性，优选满足上述的化学成分组成。

因此，用于本发明的高张力钢板对制造方法没有任何制约。

例如，作为具体的制造条件的一例，举出一种方法，该方法加热到950～1250℃的温度范围，在Ar₃相变点～900℃的温度范围结束轧制后，通过空冷或冷却速度为5℃/秒以上的水冷进行制造。另外，还举出一种制造方法，该制造方法加热到950～1250℃的温度范围，在Ar₃相变点～900℃的温度范围结束轧制后，在联机或脱机状态下进行淬火处理后，在500～700℃的温度区域进行回火处理。

下面，举出实施例，更具体地对本发明进行说明，本发明不用说，其不受下述实施例限制，在能够适合于前·后述的范围内适当加上变更进行实施也不用说。这些均包含于本发明的技术范围内。

(实施例)

(实施例1)

使用下述表2所示的化学成分组成的钢(实验No.1～22)，利用150kg的真空溶解炉进行熔炼，制造成坯料。而且，表2也表示了A值[(2)式的值]及[Ti]/[N]比[(1)式左边的值]。另外，表2中的实验No.1～11是表示满足本发明的优选的化学成分组成的实验，实验No.12～22是除本发明的优选的必要条件(化学成分组成、[Ti]/[N]、A值)的任一个之外的实验。

对上述的坯料再进行加热到1200℃(±50℃)，进行热锻造成为板坯(板坯厚度：135mm、板坯宽度180mm)。将该板坯再加热到加热温度：1100℃(±30℃)，使用小型轧制机进行热轧制以使高温结束温度成为900℃(±20℃)，其后进行空冷，从而制作成供试钢板。而且，由于此时的轧制条件在焊接时再加热到1200℃以上，所以不对HAZ产生影响，只对化学成分产生影响。

利用上述各供试钢板，按照下述表3所示的条件，以焊接条件(I～III)进行对接焊，制造成焊接接头。从该焊接接头如下述所示采集疲劳龟裂进展试验片及摆锤—冲击试验片，供下述的特性评价。另外，当采集试验片的时候，在以焊接条件I、II进行时的HAZ上，以L型坡口的垂直侧作为采集部位(在焊接条件III的情况下任意)。

[疲劳龟裂进展试验片的采集及疲劳龟裂进展速度试验]

(1)对焊接接头进行切削加工到12.5mm，以使钢板的t/4(t为板厚)成为中心，采集小型试验片(CT试验片)，以便对表面进行微腐蚀，且通过微腐蚀确认的焊接热影响部(HAZ)的中央成为龟裂进展方向。图1表示此时得到的CT试验片的形状。

(2)利用上述CT试验片，依据ASTM E647实施疲劳龟裂进展实验，由此测定出ΔKth(下界限应力扩大系数范围)。而且，ΔKth为通过渐减法测定出ΔK下降时的疲劳龟裂速度下降，且达到1×10^-7(mm/cycle)以下时的ΔK(N/mm^1.5)的值(一般的定义)。此时的其他的试验条件，如下所示。

试验方法：龟裂长度的测定使用电液伺服式±10吨疲劳试验机，通过由计算机控制的柔顺法的载荷渐减法K值减少法(随龟裂的进展自动减少载荷的方法)计测ΔKth。

试验环境：室温、大气中

控制方法：载荷控制

应力比：R＝0.1

试验速度：600～1200cpm

此时，为了消除相对于ΔKth的焊接残留应力的影响，实施了下述的应力消除退火。这样，将计测出的值为5N/mm^1.5以上时评价为疲劳龟裂发生抑制特性优良。

(退火条件)

加热温度：630℃

保持时间：13小时

加热速度：30℃/时(±5℃)

冷却速度：30℃/时(±5℃)(其中，200℃以下为空冷)

[摆锤—冲击试验片的采集及摆锤—冲击试验(HAZ韧性)]

对焊接接头进行端面微腐蚀，在钢板的t/4(t为板厚)部位采集三片试验片，该试验片以距结合部3mm的位置为中心切口。此时试验片的形状为JIS Z 2201 4号v形切口试验片。利用该试验片，依据JIS Z 2242进行摆锤—冲击试验，求出—40℃的平均吸收能量vE_-40。此时的平均吸收能量vE_-40(三片的平均值)50J以上为合格。

另外，由得到的各焊接接头通过下述的方法测定出HAZ的贝氏体分率、旧奥氏体粒径、大角粒界围成的晶粒的粒径(大角粒径：平均当量圆直径)等。将这些结果与疲劳试验结果、HAZ韧性试验结果一起进行汇总，表示在下述表4中。

[贝氏体分率(面积率)]

从相当于钢板的t/4(t为板厚)的位置采集试验片，对轧制方向截面进行镜面研磨，通过2％硝酸—乙醇溶液(硝酸乙醇腐蚀液)对该截面进行腐蚀后，利用五目镜的光学显微镜以400倍进行观察，通过图像分析测定出钢组织中的贝氏体分率(面积％)。此时，除铁素体(包含多边形铁素体·准多边形铁素体)以及岛状马氏体之外的板条状组织全部成为贝氏体。

[旧奥氏体粒径的测定]

从钢板的t/4(t为板厚)的位置采集试验片，对轧制方向截面进行镜面研磨，通过苦味酸将对该截面进行腐蚀后，利用十目镜的光学显微镜以100倍进行观察，通过图像分析测定出组织中的旧奥氏体(旧γ)粒径。

[大角粒界直径(平均当量圆直径)]

在相当于与钢板的轧制方向平行的截面的位置，通过FE—SEM—EBSP(利用电子发射型扫描电子显微镜的电子后方散乱衍射图像法)测定出大角粒界直径(平均当量圆直径)。具体地说，将Tex SEM Laboratries公司的EBSP装置(商品名：“OIM”)组合成EF—SEM使用，将倾角(结晶方位差)15°以上的边界作为结晶粒界，测定出晶粒直径。此时的测定条件为测定区域：200μm、测定步长：间隔0.5μm。表示测定方位的可靠性的信任指数(Confidence Index)比0.1小的测定点已经从解析对象中除去。算出这样求出的晶粒直径的平均值，作为本发明的平均晶粒直径(大角粒径)。而且，对晶粒直径2.0以下的晶粒判断为测定噪音，从晶粒直径的平均值计算的对象中排出在外。

将这些结果与疲劳试验结果、HAZ韧性试验结果一起进展汇总，表示在下述表4中，可知满足本发明的必要条件的结晶组织(实验No.1～11)其疲劳龟裂发生抑制特性及韧性优良，与之相对，不符合本发明规定的必要条件的任一个的结晶组织(实验No.12～22)中，任一特性均恶化。

根据上述表4的结果，分别将贝氏体分率对大角粒径和ΔKth的影响表示成图2，将旧γ和HAZ韧性(vE—40)的关系表示成图3，将A值和大角粒径的关系表示成图4。从这些结果可知：(1)通过将贝氏体分率控制在适宜的范围，大角粒径或ΔKth就成为适宜的范围，疲劳龟裂发生抑制特性良好；(2)通过适宜控制旧γ粒径，使之发挥良好的HAZ韧性；(3)控制A值对减小大角粒径方面有效。

Claims

1、一种焊接接头，其通过焊接接合钢板而成，其特征在于，

所述钢板以质量％计含有C：0.01～0.06％、Si：0.01～0.5％、Mn：0.5～2.0％、Al：0.005～0.10％、Nb：0.005～0.05％、Ti：0.008～0.03％、B：0.001～0.005％以及N：0.003～0.008％，此外，还含有从Cr：0.3～1.0％、Cu：0.1～1.0％、Ni：0.1～1.0％、Mo：0.03～0.5％以及V：0.02～0.05％中选出的至少一种，并且Ti的含量[Ti]和N的含量[N]满足下述(1)式的关系，并且由下述(2)式规定的A值满足0.15％以下，

在所述钢板的焊接热影响部的组织中，旧奥氏体的平均粒径为200μm以下，并且贝氏体的分率为90面积％以上，且在将被两个结晶的方位差为15°以上的大角粒界围住的区域作为晶粒时，该晶粒的平均当量圆直径为9μm以下，

[Ti]/[N]≤3.4 …(1)

A值＝[C]+[Si]/19+[Mn]/30+[Cu]/49+[Ni]/51+[Cr]/33+[Mo]/25+[V]/13 …(2)

其中，[C]、[Si]、[Mn]、[Cu]、[Ni]、[Cr]、[Mo]及[V]分别表示C、Si、Mn、Cu、Ni、Cr、Mo及V的质量百分比含量。

2、如权利要求1所述的焊接接头，其特征在于，在所述钢板中，以质量％计分别将P抑制在0.025％以下，将S抑制在0.02％以下。

3、如权利要求1所述的焊接接头，其特征在于，所述钢板以质量％计含有合计为0.0005～0.005％的Ca及稀土族元素。

4、如权利要求1所述的焊接接头，其特征在于，所述钢板的焊接热影响部的—40℃时的平均摆锤吸收能量为50J以上。