CN103374689A - 疲劳特性优异的焊接接头 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种能够将制造时不需要进行特殊管理的钢材作为母材使用，并且焊接时的操作性优异，而且疲劳特性优异的焊接接头。一种焊接接头，其钢材具有期望的成分组成，钢材的金属组织以面积率计，90％以上是铁素体和贝氏体，并且，钢材的成分组成，满足Kp＝[Mn]+1.5[Cr]+2[Mo]＝2.4～4.5，和[Ti]/[N]＝1.5～4.0这样的算式，此外，HAZ部的硬度梯度满足ΔHv/L＜150这样的算式。

Description

疲劳特性优异的焊接接头

技术领域

本发明涉及用造船、建筑物、桥梁、建筑机械等要求有优异的疲劳强度的结构物的疲劳特性优异的焊接接头，特别是涉及以抗拉强度在590MPa以上、低于780MPa的钢材作为母材使用的疲劳特性优异的焊接接头。

背景技术

近年来，在属于造船、建筑物、桥梁、建筑机械等的技术领域的焊接结构物中，大型化和随之而来的轻量化推进，同时在使用钢材中，高强度化也推进。一般可知，若钢材高强度化，则钢材自身的疲劳强度提高，但焊接接头的疲劳强度无法提高。其状况是，若钢材高强度化，则在焊接接头中，在图2所示的焊缝边部4产生应力集中而容易发生疲劳龟裂，疲劳强度反而降低。即形成的问题是，钢材高强度化，焊接构造体的疲劳强度反而降低。

一直以来，为了解决这一问题，所采取的是通过焊接后的缝边处理来确保疲劳强度的对策，如用磨床等将焊缝边部加工得平滑，以缓和应力集中而使疲劳强度提高等。然而，若进行这样的对策，则这次又发生了作业效率降低这样的新问题。另外，若缝边处理不充分，则使应力向焊缝边部的集中进一步强化，也有使焊接构造体的疲劳强度进一步降低的可能性。

针对这一状况，就要求一种即使不实施焊接后的缝边处理也能够确保充分的疲劳强度的焊接接头，也由专利文献1～3等提出。

专利文献1所述的技术，是通过进行HAZ和母材的组织控制，抑制龟裂的发生与传播，能够得到焊接部的疲劳寿命长的钢板的技术，特别是在HAZ的龟裂发生/传播的抑制中，有效的是提高HAZ的铁素体面积率，以面积率计，将铁素体分率规定为15～80％。但是，若如专利文献1所述这样提高HAZ的铁素体分率，则确保焊接接头的抗拉强度困难，强度上的制约非常大。因此，在实际的焊接构造体中，应用专利文献1记述的技术时，能够适用的部位受限定。

专利文献2所述的技术，是作为包含马氏体的贝氏体主体的母材组织适于接头疲劳特性提高而开发的技术，通过成为HAZ组织具有贝氏体超过60％的成分的焊接接头，焊接接头的疲劳特性提高。但是，如专利文献2所述，为了使母材组织成为所述这样的组织，需要添加大量合金元素，有制造成本上升这样的问题。另外，专利文献2所述这样的大量合金元素的添加，不仅使焊接性恶化，而且使钢材自身硬化，因此也兼具使加工性也恶化这样的问题。

专利文献3所述的技术，是使金属组织为铁素体和贝氏体主体的组织，使珠光体的面积率为10％以下，从而能够使焊接接头的焊接性和高强度并立的技术，另外，管理焊接时的线能量而限制缝边部焊缝线方向的硬度分布，抑制应力集中源的发生，是被认为能够抑制龟裂的发生的技术。

根据这一技术，通过确实地限制缝边部焊缝线方向的硬度分布，虽然能够抑制焊接金属部和HAZ部间的硬度差的偏差，但是去不能消除焊接金属部与HAZ部间的硬度差造成的应力集中，疲劳特性能够改善到什么程度并不清楚。另外，在得到疲劳特性优异的焊接接头时，需要将对于轧制时的复热温度幅度严密地进行了管理的钢材作为母材使用。此外，需要严密地管理焊接时的线能量，因此是在焊接时的操作性这方面也留有问题的技术。

【先行技术文献】

【专利文献】

【专利文献1】特开平9-95754号公报

【专利文献2】特开平10-1743号公报

【专利文献3】特开2010-24467号公报

发明内容

本发明想要解决上述现有的问题而形成，其课题在于，提供一种能够将制造时不需要进行特殊管理的钢材作为母材使用，并且焊接时的操作性优异，而且疲劳特性优异的焊接接头。

第一发明是疲劳特性优异的焊接接头，其特征在于，是使用了如下钢材的焊接接头：以质量％计含有C：0.01～0.06％、Si：1.0％以下(含0％)、Mn：1.25～2.5％、Cr：0.1～2.0％、Mo：1.5％以下(含0％)、V：0.04％以下(含0％)、Ti：0.005～0.030％、B：0.0006～0.005％、P：0.02％以下(不含0％)、S：0.01％以下(不含0％)、N：0.0020～0.010％、Cu：0.01～2.0％和/或Ni：0.01～5.0％，余量是Fe和不可避免的杂质，金属组织以面积率计，90％以上是铁素体和贝氏体，此外，还满足以下的式(1)和(2)，并且，具有满足下式(3)的HAZ部。

Kp＝[Mn]+1.5[Cr]+2[Mo]＝2.4～4.5…(1)

[Ti]/[N]＝1.5～4.0…(2)

ΔHv/L＜150…(3)

其中，在式(1)和(2)中，[]表示各元素的含量(质量％)，在式(3)中，ΔHv是HAZ部的硬度的最大值和最小值的差，L是HAZ部的长度(mm)。

根据第1发明所述的疲劳特性优异的焊接接头，第2发明中，所述钢材以质量％计还含有Ca：0.005％以下。

根据第1或2发明所述的疲劳特性优异的焊接接头，第3发明中，所述钢材以质量％计还含有Nb：0.04％以下。

根据第1至3发明中任一项所述的疲劳特性优异的焊接接头，第4发明中，所述钢材以质量％计还含有A1：0.2％以下。

根据本发明，能够将制造时不需要进行特殊的管理的钢材作为母材使用，并且也不需要严密地管理焊接时的线能量等，因此焊接时的操作性优异，而且，能够成为疲劳特性优异的焊接接头。

附图说明

图1表示用于疲劳试验和硬度试验的载荷传递型十字接头疲劳试验片，(a)是正视图，(b)是平面图。

图2是放大载荷传递型十字接头疲劳试验片的缝边部附近的正视图。

图3是用于说明求得HAZ部的硬度梯度的方法的说明图，是进一步放大载荷传递型十字接头疲劳试验片的缝边部附近的正视图。

符号说明

1…钢材(母材)2…HAZ部(热影响部)3…焊接金属4…焊缝边部5…节点板6…焊缝线

具体实施方式

在得到疲劳特性优异的焊接接头时，如果利用以专利文献3所述的技术为首的现有的技术，为了得到作为母材使用的钢材，需要在制造时进行严密的管理，另外，在焊接时也需要严密地管理线能量，因为有这样的实际情况，所以本发明者们为了发现在钢材的制造时和焊接时，即使不进行特殊的管理，仍能够得到具备优异的疲劳特性的焊接接头的条件，而锐意地实施了实验、研究等的讨论。

本发明者们，以使用在制造时即使不进行特殊的管理也能够得的钢材为前提，将具有各种化学成分组成(以下，也仅称为成分组成。)、金属组织的钢材作为母材使用，适宜变更焊接条件，制成图1所示这样的载荷传递型十字接头疲劳试验片(以下，也仅称为试验片。)。使用这些由各种条件制作的载荷传递型十字接头疲劳试验片实施疲劳试验，对于疲劳试验后的试验片，详细地实施观察、分析，得出以下的结论。

为了说明观察结果，首先，图2中显示焊接接头的缝边部附近的概略图。1是钢材(母材)，2是HAZ部(热影响部)，3是焊接金属，4是焊缝边部(以下，也仅称为缝边部。)，5是节点板(ガセッ卜)(具有与母材相同的成分组成、金属组织。)。使用此各种试验片实施疲劳试验，其结果确认，在全部的试验片中，疲劳龟裂从焊缝边部4发生，在HAZ部2、母材1进展后，直至断裂。另外还确认到，焊接接头的总寿命，从龟裂的发生到进展至HAZ部2时的寿命占据了大部分。此外还确认到，龟裂的发生由在缝边部4产生的应变集中支配，该应变集中根据HAZ部2的硬度分布而变化。

本发明者们，根据这些试验结果发现，通过使HAZ部2的硬度分布最佳化，可以缓和缝边部4的应变集中而使焊接接头的疲劳寿命提高。

关于HAZ部2的硬度分布可知，不仅钢材1的成分组成，而且焊接时的加热/冷却速度也会造成很大的影响。特别是距焊缝线6的距离，导致焊接时的最高到达温度和冷却速度发生很大变化，因此距焊缝线6的距离导致金属组织发生很大变化。其结果是，在HAZ部2发生硬度梯度(硬度分布)。

因此，本发明者们对于不论距焊缝线6的距离，即，即使焊接时的冷却速度发生变化，金属组织的变化也很少，在HAZ部2中不会发生剧烈的硬度变化的钢材1的成分组成，以及成为焊接接头时的焊接条件进行研究。

其结果发现，使用在适当控制淬火性提高元素的含量的基础上，使具有抑制焊接时的旧奥氏体粒径的粗大化这一作用的TiN适当析出的、具有Ti/N平衡的钢材，通过适当的焊接条件实施焊接而制作焊接接头，则能够抑制在HAZ部发生的硬度梯度，能够得到具有良好的疲劳特性的焊接接头，从而达到了本发明的完成。

以下，基于实施方式更详细地说明本发明。

(钢材的金属组织)

构成本发明的焊接接头的钢板，优选为抗拉强度为590MPa以上、低于780MPa的钢材，为了得到高强度的焊接接头，钢板的金属组织主要以铁素体和贝氏体构成。具体来说，使铁素体和贝氏体相加的合计的面积率为金属组织的90％以上。还有，在此说明的贝氏体中，包含上贝氏体、下贝氏体、针状铁素体、粒状贝氏体等的组织。其余的金属组织是珠光体和马氏体一奥氏体混合物(MA)等通常钢材中所含有的金属组织。

(钢材的化学成分组成)

在本发明中，使C的含量为极少的含量，而且积极地添加作为淬火性提高元素的Mn和Cr，并根据情况积极地添加Mo，将由这些淬火性提高元素的含量决定的Kp值控制在适当的范围，并且还适量添加B。通过在钢材中添加这样的元素，贝氏体的连续冷却曲线(CCT曲线)移动到短时间且低温度侧，另外，铁素体的CCT曲线移动到长时间侧。

历来，在高冷却速度下生成马氏体，在低冷却速度下生成铁素体，因此硬度的冷却速度敏感性大，在最高温度高、冷却速度高的焊缝线邻域生成马氏体而形成高硬度，但在远离焊缝线的位置则生成硬度低的铁素体，HAZ部的硬度梯度变高。但是，在本发明中，因为适当控制淬火性提高元素的含量，所以不论距焊缝线的距离，HAZ部的金属组织都会稳定地成为贝氏体，因此能够抑制硬度梯度的发生。

除了该淬火性提高元素的含量的适当控制以外，适当控制Ti/N平衡，抑制焊接时的旧奥氏体粒径的粗大化带来的强度降低和冷却时的马氏体相变，则能够更确实地抑制硬度梯度的发生。

以下，对于构成本发明的焊接接头的钢板的成分组成进行说明。还有，单位全部记述为％，表示质量％的意思。

·C：0.01～0.06％

C是用于确保HAZ部的硬度和母材强度的重要元素。若C超过0.06％，则在焊缝线邻域不生成贝氏体，而是生成马氏体，招致疲劳强度的降低。优选为0.055％以下。另一方面，在低于0.01％时，则得不到必要的最小限度的母材强度。优选为0.015％以上。

·Si：1.0％以下(含0％)

Si是作为脱氧剂有用的元素，但添加超过1.0％时，疲劳强度降低。因此，上限为1.0％。优选为0.6％以下。

·Mn：1.25～2.5％、Cr：0.1～2.0％、Mo：1.5％以下(含0％)

这些元素具有改善淬火性的作用，容易使贝氏体遍及HAZ整体而生成，并且如所述，通过使C的含量为极少含量并且适量添加B，具有使小线能量时的HAZ部的强度确保和母材强度的确保并立的作用。Mn和Cr必须使之含有，Mn需要含有1.25％以上，Cr含有0.1％以上。若Mn和Cr不满足这些含量，则无法发挥期望的淬火性改善作用，母材强度不足。优选Mn为1.3％以上，Cr为0.5％以上，Cr更优选为1.0％以上。但是，这些元素的含量，若Mn超过2.5％，Cr超过2.0％，Mo超过1.5％，则容易生成马氏体，疲劳强度降低。优选Mn为2.2％以下，Cr为1.5％以下，Mo为1.3％以下。

·V：0.04％以下(含0％)

V通过少量的添加，具有使淬火性提高的作用。但是，若添加超过0.04％，则容易产生马氏体，硬度梯度变大，其结果是，疲劳强度降低。优选为0.03％以下。

·Ti：0.005～0.030％

Ti与N形成氮化物，抑制焊接时的HAZ部的γ晶粒粗大化，使马氏体难以生成，减小硬度梯度，从而具有确保疲劳强度的作用。但是，若Ti的含量超过0.030％，则粗大的TiN生成，疲劳强度降低。优选为0.020％以下。另一方面，含量低于0.005％时，γ晶粒粗大化抑制的效果不充分。优选为0.007％以上。

·N：0.0020～0.010％

如前述，N与Ti形成氮化物，是有助于焊接时的HAZ部的γ晶粒粗大化的抑制的有用的元素。但是，N与B结合而使固溶B减少，有阻碍B的淬火性提高作用，也有使疲劳强度降低的作用，若N的含量超过0.010％，则这一作用变得显著。优选为0.0080％以下。另一方面，含量低于0.0020％时，γ晶粒粗大化抑制的效果不充分。优选为0.0035％以上。

·B：0.0006～0.005％

B是淬火性改善元素，在低冷却速度也容易产生贝氏体，并且如所述，通过在使C的含量为极少含量的基础上适量添加B，通过添加Mn、Cr、Mo，具有使HAZ部的硬度梯度平稳的作用。若B的含量低于0.0006％，则不能期待淬火性改善效果，母材强度不足。优选为0.0007％以上，更优选为0.0010％以上。另一方面，若含量超过0.005％，则淬火性反而降低，硬度梯度变大。优选为0.003％以下。

·Cu：0.01～2.0％和/或Ni：0.01～5.0％

Cu和Ni通过固溶强化，具有使疲劳强度提高的作用。但是，若添加Cu超过2.0％，添加Ni超过5.0％，则HAZ部大幅硬化，招致疲劳强度的降低，优选为Cu：1.5％以下，Ni：4.0％以下。另一方面，若Cu、Ni共同含量低于0.01％，则不能使疲劳强度提高。

·P：0.02％以下(不含0％)，S：0.01％以下(不含0％)

因为P和S是杂质元素，所以优选其含量尽可能少。不会对疲劳强度提高造成不良影响的含量为，P：0.02％以下，S：0.01％以下。关于P和S的含量的下限没有特别规定，但工业上使钢中的P和S达到0％有困难。

·Kp＝[Mn]+1.5[Cr]+2[Mo]＝2.4～4.5

根据作为淬火性提高元素的Mn、Cr、Mo的含量，由所述式决定的Kp值需要为2.4～4.5。Kp值低于2.4时，不能发挥淬火性提高作用，在HAZ部会生成铁素体，硬度梯度变大，疲劳强度降低。优选的Kp值为2.7以上。但是，若Kp值超过4.5，则在HAZ部容易产生马氏体，因此在这种情况下，硬度梯度也会变大，疲劳强度降低。还有，[]表示各元素的含量(质量％)。

.[Ti]/[N]＝1.5～4.0

如所述，Ti的含量需要为0.005～0.030％，N的含量需要为0.0020～0.010％，但关于Ti和N，在满足其含量的基础上，需要使Ti/N平衡，即，[Ti]/[N]为1.5～4.0的范围。Ti/N平衡低于1.5时，钢中的N含量变多，HAZ硬度上升，硬度梯度变大，疲劳强度降低。优选的Ti/N平衡为2.0以上。另一方面，如果Ti/N平衡超过4.0，则得不到TiN带来的HAZ的γ晶粒粗大化抑制效果，因此容易发生马氏体相变，硬度梯度变大，疲劳强度降低。优选的Ti/N平衡为3.5以下。还有，[]表示各元素的含量(质量％)。

以上，是构成本发明的焊接接头的钢板的必须添加元素的成分范围的限定理由，余量是Fe和不可避免的杂质。作为不可避免的杂质，能够列举0、H等，这些元素在不损害钢材的诸特性的程度下含有也无妨。

另外，在本发明的钢材中，如果含有以下所示的元素则更有效。以下，对于含有这些元素时的成分范围的限定理由进行说明。

·Ca：0.005％以下

Ca具有使Ti氮化物微细化的作用，是有助于抑制γ晶粒的粗大化的元素。为了发挥这种作用，优选添加0.0005％以上。更优选为0.0010％以上。但是，超过0.005％过剩添加时，母材韧性降低，疲劳强度降低，因此，添加时，设为0.005％以下。更优选为0.004％以下。

·Nb：0.04％以下

Nb具有以少量的添加而使淬火性大幅提高的作用。但是，添加超过0.04％时，使HAZ部硬化，其结果是疲劳强度降低，因此添加时截止到0.04％。更优选为0.03％以下。

·A1：0.2％以下

A1是脱氧元素，同时，使N固定化而使固溶B增加，由此提高基于B的淬火性提高作用，因此是优选添加的元素，但是若添加超过0.2％，则疲劳强度降低，因此添加时为0.2％以下。更优选为0.1％以下。

(HAZ部的硬度梯度)

·ΔHv/L＜150

HAZ部(热影响部)的硬度梯度，能够使HAZ部的硬度的最大值和最小值的差ΔHv除以HAZ部的长度L(mm)而求得，但是所求得的硬度梯度(ΔHv/L)必须低于150。若硬度梯度(ΔHv/L)达到150以上，则在焊缝边部容易发生应变集中，因此为了确保疲劳强度，需要使硬度梯度(ΔHv/L)低于150。

还有，HAZ部(热影响部)的硬度梯度，例如，能够通过图3所示的测量方法求得。还有，图3所示的焊接接头是载荷传递型十字接头疲劳试验片。虽然能够推测试验片的最表面的硬度分布对龟裂发生造成重大的影响，但以现有的技术难以正确地测量表面附近的硬度，以测量距表面100μm的深度位置的硬度进行对应。

具体来说，如图3中×标记所示，从离开焊缝线(焊道接缝)6数百μm的焊接金属3侧的位置朝向母材1侧，每间隔100μm间隔进行硬度测量。在此测量中，将以3点连续得到与母材1的硬度同等的硬度时的最靠近母材1侧的位置和焊缝线6之间作为HAZ部2，将以该3点连续得到与母材1的硬度同等的硬度时的最靠近母材1侧的位置和焊缝线6间的尺寸作为HAZ部的长度(厚度)L。使HAZ部2中通过测量得到的硬度的最大值和最小值的差ΔHv，除以所述HAZ部的长度L(mm)的值ΔHv/L作为硬度梯度。还有，所谓与母材1的硬度同等的硬度，是维氏硬度的差在10以内的硬度。另外，母材1的硬度，通过测量充分远离焊接部的位置的距表层100μm深度的硬度而取得。

还有，硬度测量以依据JIS和ASTM的方法进行即可，但测量间隔极短，为100μm，因此测量时优选使用微型维氏硬度试验机等。另外，在测量中考虑到会产生偏差，因此需要至少测量3个截面以上，由其平均值求得硬度梯度。如果可能，则优选测量5个截面以上。

(焊接条件)

使用满足所述化学成分组成、金属组织的钢材，使焊接时的线能量低于50kJ/cm，且使焊接速度低于100cm/min而进行焊接，能够得到具备有着期望的硬度梯度的HAZ部的焊接接头。

若使线能量为50kJ/cm以上，则冷却速度变得急速，而且也不能充分发挥由TiN带来的γ晶粒的粗大化抑制效果，即使使用满足所述化学成分组成、金属组织的钢材得到焊接接头，在焊缝线的邻域也容易产生马氏体。其结果是，硬度梯度变大，疲劳强度降低。使焊接速度为100cm/min以上时，因为焊道形状不稳定，所以咬边的发生等焊缝边部的形状不稳定。其结果是，即使使用满足所述化学成分组成、金属组织的钢材得到焊接接头，硬度梯度也变大，疲劳强度降低。

【实施例】

以下，列举实施例更具体地说明本发明，但本发明当然不受下述实施例限制，在能够符合前/后述宗旨的范围中当然也可以适当加以变更实施，这些均包含在本发明的技术的范围内。

以转炉熔炼表1和表2所示的化学成分组成的钢，以表3和表4所示的条件对各板坯进行热轧至表3和表4所示的板厚而得到钢材。切割下如此得到的钢材的一部分，观察作为母材的金属组织，并且进行拉伸试验，求得母材的0.2％屈服强度(MPa)和抗拉强度(MPa)。金属组织的观察结果和拉伸试验的实施结果显示在表3和表4中。

金属组织，是将对于各钢材的板厚1/4位置部位进行了镜面研磨的试验片，用2％硝酸化乙醇腐蚀液进行蚀刻后，使用光学显微镜对该处以400倍进行观察，拍摄照片。在该观察视野10个视野中，使用MediaCybernetics社制“Image-Proplus”进行图像分析，测量钢组织中的贝氏体分率。这时，铁素体分率、准多边铁素体和MA以外的板条状组织视为贝氏体。

拉伸试验通过如下方式实施，即，从各钢材的板厚1/4部位提取JIS4号试验片后，使用这些试验片，测量0.2％屈服强度和抗拉强度。

接着，对于轧制后的钢材，以表5所示的各种焊接条件角焊，制作图1所示的载荷传递型十字接头(焊接接头)。适宜切下该焊接接头的焊缝边部附近，得到疲劳试验片供硬度试验。

使用由各种焊接接头得到的疲劳试验片的硬度试验，使用微型维氏试验机，以依据JIS Z2244的方法(求硬度梯度的详细的方法如先前说明)实施，测量硬度，求得HAZ部的硬度梯度(ΔHv/L)。另外对于制作的焊接接头，以350MPa使最大应力一定，使最小应力变化，设定应力范围(Δσ)而实施疲劳试验，对于各钢种拟定S-N线图，求得1×10⁶次的疲劳强度(表3和表4中仅称为疲劳强度)。

如先前说明的，为了确保疲劳强度，需要使硬度梯度(ΔHv/L)低于150，在本实施例中，硬度梯度(ΔHv/L)低于150，且1×10⁶次的疲劳强度为75MPa以上的，为疲劳特性优异的焊接接头并合格。这些试验结果显示在表3和表4中。

【表1】

                                                                           (质量为)

No.	C	Si	Mn	Cu	Ni	Cr	Mo	V	Nb	Ti	Al	N	B	Ca	P	S	KP	Ti/N
																			1	0.030	0.13	2.01	0.01	0	1.03	0	0	0	0.011	0.031	0.0045	0.0012	0	0.007	0.002	3.555	2.44
2	0.025	0.11	1.49	0	0.53	0.79	0.21	0	0	0.012	0.081	0.0048	0.0011	0.0023	0.005	0.001	3.095	2.50
																			3	0.031	0.11	2.02	0	0.23	0.79	0.21	0	0	0.013	0.055	0.0048	0.0010	0.0029	0.006	0.002	3.625	2.71
4	0.012	0.13	1.95	0.01	0	1.03	0.41	0	0	0.010	0.035	0.0041	0.0015	0	0.006	0.002	4.315	2.44
																			5	0.022	0.16	1.95	0.23	0.25	0.17	0.21	0	0	0.011	0.037	0.0046	0.0011	0	0.005	0.003	2.625	2.39
6	0.035	0.16	1.31	0.01	0	0.48	0.2	0	0	0.009	0.033	0.0043	0.0013	0	0.009	0.002	2.430	2.09
																			7	0.036	0.15	1.46	0.01	0	0.51	0.21	0	0	0.011	0.031	0.0045	0.0010	0	0.007	0.001	2.645	2.44
8	0.033	0.14	1.68	0	0.01	0.55	0.19	0	0	0.011	0.032	0.0044	0.0011	0	0.005	0.004	2.885	2.50
																			9	0.030	0.13	1.45	0	0.01	0.62	0.41	0	0	0.011	0.031	0.0046	0.0013	0	0.004	0.003	3.200	2.39
10	0.031	0.11	2.35	0	0.02	0.41	0	0	0	0.012	0.029	0.0049	0.0011	0	0.006	0.002	2.965	2.45
																			11	0.019	0.19	1.56	0	0.01	1.69	0	0	0	0.016	0.042	0.0055	0.0009	0	0.009	0.003	4.095	2.91
12	0.023	0.35	1.35	0.01	0	0.21	1.35	0	0	0.011	0.031	0.0043	0.0014	0	0.005	0.001	4.365	2.56
																			13	0.031	0.11	2.01	0.01	0	0.62	0.22	0	0.013	0.012	0.033	0.0051	0.0029	0	0.004	0.003	3.380	2.35
14	0.058	0.21	1.78	0	0.03	0.82	0.61	0	0.027	0.011	0.031	0.0043	0.0015	0	0.008	0.004	4.230	2.56
																			15	0.044	0.20	1.73	0.01	0.01	0.59	0.19	0.031	0	0.009	0.033	0.0032	0.0008	0	0.008	0.001	2.995	2.81
16	0.036	0.15	2.03	0.01	0	1.03	0.22	0.026	0.008	0.010	0.041	0.0054	0.0041	0	0.007	0.002	4.015	1.85
																			17	0.031	0.12	2.03	0	0.48	0.62	0.46	0	0	0.011	0.031	0.0043	0.0013	0	0.004	0.003	3.880	2.56
18	0.028	0.10	2.01	0.44	1.01	0.63	0.19	0	0	0.010	0.029	0.0044	0.0016	0.0034	0.006	0.003	3.335	2.27
																			19	0.033	0.13	1.81	0	0.25	0.59	0.21	0	0	0.007	0.032	0.0023	0.0015	0	0.007	0.003	3.115	3.04
20	0.032	0.12	1.76	0	0.23	0.62	0.22	0	0	0.026	0.031	0.0081	0.0013	0.0010	0.008	0.002	3.130	3.21
																			21	0.046	0.13	1.45	1.11	0.54	0.62	0.21	0	0	0.010	0.029	0.0043	0.0011	0	0.008	0.003	2.800	2.33
22	0.031	0.64	2.05	0	1.68	1.02	0.2	0	0	0.011	0	0.0045	0.0013	0	0.006	0.002	3.980	2.44
																			23	0.032	0.13	1.55	1.31	0.75	0.72	0	0	0	0.012	0.035	0.0045	0.0012	0	0.004	0.004	2.630	2.67
24	0.032	0.13	1.34	1.85	0.97	0.75	0	0	0	0.011	0.033	0.0049	0.0011	0	0.006	0.002	2.465	2.24

【表2】

                                                                           (质量为)

No.	C	Si	Mn	Cu	N	Cr	Mo	V	Nb	Ti	Al	N	B	Ca	P	S	KP	Ti/N
																			25	0.007	0.13	1.46	0.01	0	0.6	0.20	0	0	0.011	0.031	0.0046	0.0011	0	0.007	0.007	2.760	2.39
26	0.065	0.15	1.75	0.01	0	.65	0.21	0	0	0.011	0.031	0.0045	0.0009	0	0.006	0.002	3.145	2.44
																			27	0.030	0.15	1.45	0.01	0	0.20	0.20	0	0	0.011	0.029	0.0046	0.0015	0	0.008	0.006	2.150	2.39
28	0.032	0.16	1.51	0	0.01	0.22	0.23	0	0	0.011	0.033	0.0043	0.0013	0	0.006	0.004	2.300	2.56
																			20	0.032	0.13	1.78	0	0.01	1.00	0.76	0	0	0.001	0.032	0.0046	0.0013	0	0.006	0.006	4.800	0.22
30	0.029	0.12	1.21	0	0.01	0.75	0.22	0	0	0.012	0.032	0.0044	0.0016	0	0.009	0.007	2.775	2.73
																			31	0.033	0.11	2.59	0.02	0	0.77	0.21	0	0	0.011	0.032	0.0043	0.0011	0	0.007	0.005	4.165	2.56
32	0.025	0.13	2.01	0.01	0	0.00	0.35	0	0	0.010	0.029	0.0050	0.0013	0	0.01	0.003	2.710	2.00
																			33	0.030	0.13	1.32	0.01	0	2.15	0	0	0	0.000	0.032	0.0047	0.0014	0	0.009	0.004	4.545	1.91
34	0.032	0.16	1.31	0	0.01	0.20	1.56	0	0	0.011	0.032	0.0049	0.0013	0	0.006	0.004	4.730	2.24
																			35	0.030	0.13	1.54	0	0.02	0.65	0.22	0.052	0	0.011	0.032	0.0052	0.0013	0	0.008	0.008	2.955	2.12
36	0.032	0.13	1.56	0	0.01	0.66	0.22	0	0.046	0.011	0.032	0.0052	0.0014	0	0.009	0.004	2.990	2.12
																			37	0.033	0.13	1.56	0.01	0.01	0.64	0.19	0.031	0.022	0.012	0.033	0.0054	0.0011	0	0.007	0.006	2.900	2.22
38	0.031	0.11	1.55	0.01	0	0.65	0.20	0	0	0.011	0.032	0.0044	0.0004	0	0.006	0.007	2.925	2.50
																			39	0.032	0.13	1.58	0.01	0	0.62	0.23	0	0	0.003	0.030	0.0047	0.0056	0	0.005	0.006	2.970	0.64
40	0.030	0.11	1.56	0	0.01	0.59	0.19	0	0	0.003	0.032	0.0056	0.0013	0	0.007	0.007	2.825	0.54
																			41	0.032	0.12	1.50	0	0.01	0.60	0.23	0	0	0.036	0.033	0.0042	0.0012	0	0.007	0.006	2.860	8.57
42	0.030	0.14	1.57	0	0.01	0.31	0.23	0	0	0.012	0.030	0.0046	0.0011	0.0058	0.006	0.008	2.495	2.61
																			43	0.033	0.11	1.56	0	0.01	0.66	0.22	0	0	0.012	0.032	0.0014	0.0012	0	0.009	0.004	2.990	8.57
44	0.030	0.14	1.59	0.01	0	0.06	0.21	0	0	0.011	0.032	0.0012	0.0013	0	0.008	0.005	2.010	9.17
																			45	0.031	0.14	2.21	1.35	0	0.07	0	0	0	0.001	0.029	0.0051	0.0015	0	0.004	0.004	2.210	0.20
46	0.031	0.2	1.71	0	0.01	0.61	0.18	0.029	0	0.010	0.033	0.0032	0.0007	0	0.006	0.005	2.995	2.81
																			47	0.044	0.19	1.74	0	0.01	0.57	0.19	0.035	0	0.009	0.031	0.0032	0.0008	0	0.008	0.006	2.995	2.81

【表3】

【表4】

【表5】

从满足本发明的要件(第1发明所述的要件)的焊接接头提取的No.1～24的疲劳试验片，硬度梯度(ΔHv/L)全部低于150，另外，1×10⁶次的疲劳强度为75MPa以上，因此提取了No.1～24的疲劳试验片的焊接接头，能够评价为疲劳特性优异的焊接接头。

相对于此，No.25～45的疲劳试验片，钢材的化学成分组成、金属组织的至少一项不满足本发明的要件(第1发明所述的要件)，因此硬度梯度(ΔHv/L)、1×10⁶次的疲劳强度的至少一项不能满足所述合格判定条件。另外，No.46、47的疲劳试验片，能够得到硬度梯度(ΔHv/L)低于150这样的试验结果，没有满足本发明的要件(第1发明所述的要件)。根据以上的试验结果，提取了No.25～47的疲劳试验片的焊接接头，不能评价为疲劳特性优异的焊接接头。

Claims (2)

1.一种疲劳特性优异的焊接接头，其特征在于，使用如下钢材：所述钢材以质量％计含有C：0.01～0.06％、Si：1.0％以下且含0％、Mn：1.25～2.5％、Cr：0.1～2.0％、Mo：1.5％以下且含0％、V：0.04％以下且含0％、Ti：0.005～0.030％、B：0.0006～0.005％、P：0.02％以下但不含0％、S：0.01％以下但不含0％、N：0.0020～0.010％，还含有从Cu：0.01～2.0％和Ni：0.01～5.0％中选择的至少一种元素，余量是Fe和不可避免的杂质，

并且，所述钢材的金属组织以面积率计90％以上是铁素体和贝氏体，并满足下式(1)和(2)，

并且，所述焊接接头具有满足下式(3)的焊接热影响部即HAZ部，

Kp＝[Mn]+1.5[Cr]+2[Mo]＝2.4～4.5…(1)

[Ti]/[N]＝1.5～4.0…(2)

ΔHv/L＜150…(3)

其中，式(1)和(2)中，[]表示各元素的质量百分比含量，在式(3)中，ΔHv是HAZ部的硬度的最大值和最小值的差，L是HAZ部的长度mm。

2.根据权利要求1所述的焊接接头，其中，所述钢材以质量％计还含有从Ca：0.005％以下、Nb：0.04％以下、Al：0.2％以下中选择的至少一种作为其他元素。

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