MX2013000014A

MX2013000014A - Placa de acero resistente al desgaste que tiene excelente tenacidad en la parte soldada y propiedades de resistencia a la destruccion de revestimiento.

Info

Publication number: MX2013000014A
Application number: MX2013000014A
Authority: MX
Inventors: Ueda Keiji; Suzuki Shinichi
Original assignee: Jfe Steel Corp
Priority date: 2010-06-30
Filing date: 2011-06-29
Publication date: 2013-02-01
Also published as: CN102959112A; AU2011272249A1; EP2589675A1; AU2011272249B2; RU2550987C2; WO2012002563A1; CA2801708A1; RU2013103813A; MX353802B; AU2011272249C1; EP2589675A4; KR101502845B1; JP2012031511A; KR20130025947A; US20130206286A1; CA2801708C

Abstract

Se proporciona una placa de acero resistente a la abrasión que es excelente en tenacidad y resistencia a la fractura retardada de una soldadura de pasos múltiples y de preferencia se utiliza en máquinas de construcción, máquinas industriales y similares. Para ser más específicos, la composición de la placa de acero contiene % en masa de 0.20 a 0.30% de C, 0.05 a 1.0% de Si, 0.40 a 1.2% de Mn, 0.010% o menos de P, 0.005% o menos de S, 0.40 a 1.5% de Cr, 0.005 a 0.025% de Nb, 0.05 a 1.0% de Mo, 0.005 a 0.03% de Ti, 0.1% o menos de Al, 0.01% o menos de N, y 0.0003 a 0.0020% de B, y además contiene uno, dos o más tipos de componentes seleccionados del grupo que consiste de W, Cu, Ni, V, REM, Ca y Mg cuando es necesario, en donde DI* (DI* = 33.85 x (0.1xC)0.5 x (0.7xSi+1) x (3.33xMn+1) x (0.35xCu+1) x (0.36xNi+1) x (2.16xCr+1) x (3xMo+1) x (1.75xV+1) x (1.5xW+1)) es de 45 a 180, C+Mn/4-Cr/3+10P=0.47, y una fase base de la microestructura se forma de martensita.

Description

PLACA DE ACERO RESISTENTE AL DESGASTE QUE TIENE EXCELENTE TENACIDAD EN LA PARTE SOLDADA Y PROPIEDADES DE RESISTENCIA A LA DESTRUCCIÓN DE REVESTIMIENTO Campo Técnico La presente invención se refiere a una placa de acero resistente a la abrasión o plancha de acero que tiene un espesor de placa de 4 mm o de mayor preferencia se utiliza en máquinas de construcción, máquinas industriales, construcción naval, tuberías de acero, ingeniería civil, arquitectura o similares, y de manera más particular a una placa de acero resistente a la abrasión o plancha de acero la cual muestra excelente tenacidad y excelente resistencia a la fractura retardada de una soldadura de pasos múltiples.

Técnica Antecedente Cuando se emplea una placa de acero laminada en caliente para formar productos estructurales de acero, máquinas, dispositivos o similares en máquinas de construcción, máquinas industriales, construcción naval, tuberías de acero, ingeniería civil, arquitectura o similares, puede existir un caso donde las placas de acero se requieran para poseer una propiedad resistente a la abrasión. Convencionalmente, para impartir una excelente propiedad resistente a la abrasión a un material de acero, la dureza se incrementa en general, y la dureza del material de acero puede mejorarse notablemente al formar el material de acero en la microestructura de fase simple de martensita. El incremento de una cantidad de carbón de solución sólida también es efectivo para mejorar la dureza de la microestructura de martensita como tal.

Por consiguiente, la placa de acero resistente a la abrasión muestra una alta susceptibilidad de fisuracion en frió de manera que la placa de acero muestra una tenacidad de soldadura inferior en general, por lo que cuando se utiliza la placa de acero resistente a la abrasión para formar la estructura de acero soldada, en general, la placa de acero resistente a la abrasión se lamina en una superficie de un miembro de acero el cual se pone en contacto con piedra, tierra y arena o similar como un revestimiento interior. Por ejemplo, con respecto a un contenedor de un camión de motor amortiguado, existe un caso donde el contenedor se ensambla por soldadura utilizando acero dulce y por lo tanto, una placa de acero resistente a la abrasión se lamina solamente en una superficie frontal del contenedor la cual se pone en contacto con la tierra y arena.

Sin embargo, en el método de fabricación en el que la placa de acero resistente a la abrasión se lamina a la estructura de acero soldada después de que se ensambla la estructura de acero soldada, el trabajo del fabricante y un costo de fabricación son costosos. Por consiguiente, ha existido una- demanda para una placa de acero resistente a la abrasión la cual es excelente en capacidad de soldadura y tenacidad de soldadura y puede utilizarse como un miembro de resistencia de la estructura de acero soldada, por ejemplo, y se ha propuesto una placa de acero resistente a la abrasión en los documentos de patente 1 a 5.

El documento de patente 1 se refiere a una placa de acero resistente a la abrasión la cual muestra excelente resistencia de fractura retardada y un método de fabricación de la placa de acero resistente a la abrasión. En el documento de patente 1, existe la descripción de que para mejorar la resistencia de fractura retardada, el acero que además contiene uno, dos o más tipos de componentes seleccionados a partir de un grupo que consiste de Cu, V, Ti, B y Ca en la composición de un tipo que contiene Si-bajo, P-bajo, S-bajo, Cr, Mo y Nb se somete a un enfriamiento brusco directo (en lo sucesivo también denominado como DQ) , y se realiza templado cuando es necesario.

El documento de patente 2 se refiere a un acero que tiene una propiedad de alta resistencia a la abrasión y un método de fabricación de un producto de acero. En el documento de patente 2, se describe un acero que tiene la composición compuesta de un sistema de 0.24 a 0.3C-NÍ, Cr, Mo, B, satisface un parámetro de la fórmula constituida del contenido de estos elementos, e incluye martensita que contiene de 5 a 15% en volumen de una estructura de austenita o martensita y estructura bainita mejorando asi la propiedad de resistencia a la abrasión. El documento de patente 2 también describe que el acero que tiene los componentes anteriormente mencionados se enfria a una tasa de enfriamiento de l°C/segundo o más en una temperatura entre una temperatura de austenita y 450°C.

El documento de patente 3 se refiere a un material de acero resistente a la abrasión el cual muestra excelente tenacidad y excelente resistencia a la fractura retardada y un método para fabricar el material de acero resistente a la abrasión. En el documento de patente 3, se describe un material de acero el cual tiene la composición que contiene Cr, Ti y B como componentes indispensables, en donde la capa de superficie se forma de martensita templada, una parte interna se forma de martensita templada y una estructura de bainita inferior templada y se define una relación de aspecto del diámetro de gránulo de austenita anterior entre la dirección de espesor de la pared y la dirección de laminado. El documento de patente 3 también describe que el acero que tiene la composición de contenido se somete a un laminado en caliente a una temperatura de 900°C o por debajo y una. relación de reducción cumulativa de 50% o más y, por lo tanto, se enfria bruscamente de manera directa y se templa.

El documento de patente 4 se refiere a un material de acero resistente a la abrasión que muestra excelente tenacidad y una excelente resistencia de fractura retardada y un método para fabricar el material de acero resistente a la abrasión. En el documento de patente 4, se describe un material de acero que tiene la composición que contiene Cr, Ti y B como componentes indispensables, en donde una capa de superficie se forma de martensita, y una parte interna se forma de la estructura mezclada de martensita y la estructura de bainita inferior o estructura de fase simple de bainita inferior y una proporción de alargamiento de los granos de austenita anterior expresados por una relación de aspecto entre el diámetro granular de austenita anterior en una porción central de espesor de la placa y un diámetro granular de austenita anterior en la dirección de laminado. El documento de patente 4 también describe que el acero que tiene la composición se somete a un laminado en caliente en una temperatura de 900 °C o por debajo y a una relación de reducción cumulativa de 50% o más y por lo tanto, se enfría bruscamente de manera directa.

El documento de patente 5 se refiere a un acero resistente a la abrasión el cual muestra una capacidad de soldadura excelente, excelente propiedad de resistencia a la abrasión y excelente resistencia a la corrosión y un método para fabricar el acero resistente a la abrasión. En el documento de patente 5, se describe el acero el cual contiene de 4 a 9% en masa de Cr como un elemento indispensable, contiene uno o dos tipos de Cu y Ni y satisface un parámetro de la fórmula constituida de contenido de componentes específicos. El documento de patente 5 también describe que el acero que tiene la composición se somete a laminado en caliente a una temperatura de 950 °C o por debajo y una relación de reducción cumulativa de 30% o más y, por lo tanto, el acero se recalientan a una temperatura de Ac3 o más y se enfria bruscamente.

Literatura de la Técnica Anterior [Documento de Patente] [Documento de Patente 1] JP-A-5-51691 [Documento de Patente 2] JP-A-8-295990 [Documento de Patente 3] JP-A-2002-115024 [Documento de Patente 4] JP-A-2002-80930 [Documento de Patente 5] JP-A-2004-162120 La Invención Tarea a Resolver por la Invención En caso de una junta de soldadura utilizando una placa de acero que tiene un espesor de placa de 4 mm o más, a menudo es el caso de que la junta de soldadura se forma por soldadura de pasos múltiples. Sin embargo, en una soldadura, un área de enlace formada por un paso de soldadura precedente se recalienta por la soldadura subsiguiente de manera que una región donde la tenacidad se deteriora notablemente aparece. De manera particular, en una placa de acero resistente a la abrasión, donde un área de enlace formada por soldadura para formar una primera capa se recalienta a una temperatura de alrededor de 300 °C debido a soldadura subsiguiente, la tenacidad se deteriora notablemente debido al fragilidad por templado a baja temperatura.

. Se piensa que la fragilidad por templado a baja temperatura se provoca por una acción sinérgica entre un cambio de morfología de carburo en la martensita y la segregación intergranular de los elementos de impureza o similares. En un área de enlace la cual tiene partículas de grano grueso y contiene una gran cantidad de solución sólida N, la fragilidad por templado a baja temperatura se vuelve visible. Se ha señalado que la fractura retardada probablemente se presente en una región que se recalienta tal como una temperatura de fragilidad por templado a baja temperatura.

Los documentos de patente 1 y 2 no describen la mejora de la tenacidad de soldadura en un acero resistente a la abrasión y los documentos de patente 3 y 4 también definen la microestructura dirigida a la mejora de tenacidad de un material base. Aunque el documento de patente 5 estudia la capacidad de soldadura y propiedad de resistencia a la abrasión de una soldadura, el estudio no se dirige a la mejora de la tenacidad de soldadura. Es decir, los aceros resistentes a la abrasión propuestos en los documentos de patente 1 a 5 y similares son menos que óptimos con respecto a la mejora de la tenacidad de soldadura y resistencia de fractura retardada de una soldadura de pasos múltiples.

Por consiguiente, es un objeto de la presente invención proporcionar una placa de acero resistente a la abrasión la cual muestra excelente tenacidad de una soldadura de pasos, múltiples y excelente resistencia de fractura retardada sin inducir la reducción de productividad y el incremento en un costo de fabricación.

Medios para Solucionar el Problema Para lograr el objetivo anteriormente mencionado, en la presente invención se han realizado estudios exhaustivos en diversos factores los cuales deciden los componentes químicos de una placa de acero, un método para fabricar la placa de acero y la microestructura de la placa de acero para asegurar la tenacidad de una soldadura de pasos múltiples y resistencia de fractura retardada con respecto a una placa de acero resistente a la abrasión y se han realizado las siguientes conclusiones . 1. Para asegurar la excelente propiedad de resistencia a la abrasión, es indispensable formar la microestructura base o la microestructura principal (también denominada como una fase base o una fase principal) de la placa de acero dentro de la martensita. Para este fin, es importante controlar estrictamente la composición química de la placa de acero asegurando así la propiedad de enfriamiento brusco. 2. Para lograr la excelente tenacidad de una soldadura de pasos múltiples, es necesario impedir que las partículas de grano en una zona afectada por calor de soldadura se vuelva más gruesa, y para este fin, es efectivo para hacer uso de un efecto de rotación al dispersar precipitados finos en la placa de acero. Por consiguiente, es importante un control de Ti, . 3. La reducción de la solución sólida N en un área de unión que forma una capa inicial es efectiva para impedir la fragilidad por templado a baja temperatura provocada por la soldadura subsiguiente. Para este fin, es importante controlar estrictamente B para fijar la solución sólida N como BN. 4. Para asegurar la excelente tenacidad e impedir la fractura retardada en un área de temperatura de fragilidad por templado a baja temperatura de la zona afectada por calor de soldadura, es importante controlar de manera adecuada cantidades de elementos de aleación tal como C, Mn, Cr, Mo, P.

La presente invención se ha realizado al estudiar adicionalmente las conclusiones anteriormente mencionadas. Es decir, la presente invención se dirige a: 1. Una placa de acero resistente a la abrasión que tiene excelente tenacidad de soldadura y excelente resistencia a la fractura retardada, y que tiene una composición que contiene % en masa de 0.20 a 0.30% de C, 0.05 a 1.0% de Si, 0.40 a 1.2% de Mn, 0.010% o menos P, 0.005% o menos de S, 0.40 a 1.5% de Cr, 0.05 a 1.0% de Mo, 0.005 a 0.025% de Nb, 0.005 a 0.03% de Ti, 0.1% o menos de Al, 0.0015 a 0.0060% de N, 0.0003 a 0.0020% de B y Fe y el resto de impurezas inevitables, en donde el índice de endurecimiento DI* expresado por una fórmula (1) es 45 o más, y una fase base de la microestructura se forma de martensita.

DI* = 33.85 x (O.lxC)0-5 x (0.7xSi+l) x ( 3.33xMn+l ) x (0.35xCu+l) x (0.36xNi+l) x (2.16xCr+l) x (3xMo+l) x (1.75xV+l) x (1.5xW+l) (1), en donde los símbolos de elemento respectivos son contenidos (% de masa) de los elementos. 2. La placa de acero resistente a la abrasión que tiene excelente tenacidad de soldadura y excelente resistencia a la fractura retardada se describe en 1, en donde la composición de acero además contiene % en masa de 0.05 a 1.0% de W. 3. La placa de acero resistente a la abrasión que tiene excelente tenacidad de soldadura y excelente resistencia a la fractura retardada se describe en un 1 ó 2, en donde la composición de acero además contiene % en masa de uno, dos o más tipos de componentes seleccionados a partir de un grupo que consiste de 1.5% o menos de Cu, 2.0% o menos de Ni, y 0.1% o menos de V. 4. La placa de acero resistente a la abrasión que tiene excelente tenacidad de soldadura y excelente resistencia a la fractura retardada se describe en cualquiera de 1 a 3, en donde la composición de acero además contiene % en masa de 1, 2 o más tipos de componentes seleccionados a partir de un grupo que consiste de 0.008% o menos de REM, 0.005% o menos de Ca, y 0.005% o menos de Mg. 5. La placa de acero resistente a la abrasión que tiene excelente tenacidad de soldadura y excelente resistencia a la fractura retardada se describe en cualquiera de 1 a 4 , en donde la dureza de superficie de la placa de acero es 400 HBW10/3000 o más en la dureza de Brinell. 6. La placa de acero resistente a la abrasión que tiene excelente tenacidad de soldadura y excelente resistencia a la fractura retardada se describe en cualquiera de una de uno cinco, en donde el índice de endurecimiento DI* es 180 o menos. 7. La placa de acero resistente a la abrasión que tiene excelente tenacidad de soldadura y excelente resistencia a la fractura retardada se describe en cualquier de 1 a 6, en donde la placa de acero satisface una fórmula siguiente (2).

C+Mn / 4-Cr / 3-10P < 0.47 (2), en donde los símbolos de elemento respectivos son contenidos (% en masa) de los elementos.

Ventaja de la Invención De acuerdo con la presente invención, es posible adquirir la placa de acero resistente a la abrasión que tiene excelente tenacidad y excelente resistencia de fractura retardada en una soldadura de pasos múltiples. La presente invención contribuye ampliamente a la mejora de eficiencia y seguridad de fabricación en el tiempo de fabricación de una estructura de acero adquiriendo asi un efecto inicialmente remarcable .

Breve Descripción de los Dibujos La Figura 1 es una vista para explicar una prueba de fisuracion por soldadura en ángulo en forma de T.

La Figura 2 es una vista que muestra una posición en donde una pieza de prueba de impacto Charpy se toma de una soldadura .

Modo para llevar a cabo la invención La presente invención define la composición y la microestructura .

Composición En la explicación hecha en lo sucesivo, % indica % en masa. C: 0.20 a 0.30% C es un elemento importante para incrementar la dureza de la martensita y para permitir que la placa de acero asegure la excelente propiedad de resistencia a la abrasión. Es necesario para la placa de acero contener 0.20% o más de C para adquirir tales efectos. Por otra parte, cuando el contenido de C excede 0.30%, no solamente la capacidad de soldadura se deteriora sino también la tenacidad de un área de enlace de una soldadura de pasos múltiples se deteriora debido al fragilidad por templado a baja temperatura. Por consiguiente, el contenido de C se limita a un valor el cual cae dentro de un margen de 0.20 a 0.30%. El contenido de C de preferencia se limita a un valor que cae dentro de un margen de 0.20 a 0.28%.

Si: .05 a 1.0% Si actúa como un agente desoxidante, y Si no solamente es necesario para elaborar acero sino también Si tiene un efecto de dureza incrementada de una placa de acero por el fortalecimiento de solución sólida en donde Si se presenta en el acero en un estado de solución sólida. Además, Si tiene un efecto para impedir el deterioro de tenacidad de un área de enlace de una soldadura de pasos múltiples debido al fragilidad por templado a baja temperatura. Es necesario para la placa de acero contener 0.05% o menos de Si para adquirir tal efecto. Por otra parte, cuando el contenido de Si excede 1.0%, la tenacidad de la zona afectada por calor de soldadura por pasos múltiples se deteriora notablemente. Por consiguiente, el contenido de Si se limita a un valor que cae dentro de un margen de 0.5 a 1.0%. El contenido de Si de preferencia se limita a un valor que cae dentro de un margen de 0.07 a 0.5%. n: 0.40 a 1.2% Mn tiene un efecto de incrementar la dureza del acero, y es necesario para la placa de acero contener 0.40% o más de Mn para . asegurar la dureza de un material base. Por otra parte, cuando el contenido de Mn excede 1.2%, no solamente la tenacidad, ductilidad y capacidad de soldadura del material base se deterioran, sino también la segregación intergranular de P se acelera acelerando de este modo la generación de fractura retardada. Por consiguiente, el contenido de Mn se limita a un valor que cae dentro de un margen de 0.40 a 1.2%. El contenido de Mn de preferencia se limita a un valor que cae dentro de un margen de 0.40 a 1.1%.

P: 0.010% o menos Cuando el contenido de P excede 0.010%, P se segrega en un limite de grano, el P segregado se vuelve un punto de inicio de fractura retardada, y deteriora la tenacidad de una soldadura de pasos múltiples. Por consiguiente, un limite superior del contenido de P se establece a 0.010% y se desea que el contenido de P se establezca tan pequeño como sea posible. Ya que la reducción excesiva de P eleva un costo refinado y se vuelve económicamente desventajoso, es deseable que el contenido de P se establezca a 0.002% o más.

S: 0.005% o menos S deteriora la tenacidad de baja temperatura y ductilidad de un material base y por lo tanto, el contenido de S se establece deseablemente poco con un limite superior permisible de 0.005%.

Cr: 0.40 a 1.5% Cr es un elemento de aleación importante en la presente invención, y tiene un efecto de incrementar la dureza del acero y también tiene un efecto de impedir el deterioro de tenacidad del área de enlace de la soldadura de pasos múltiples debido al templado de temperatura baja. Esto es porque la inclusión de Cr retrasa la difusión de C en la placa de acero y por lo, tanto, cuando la placa de acero se recalienta a una región de temperatura donde se presenta la fragilidad por templado a baja temperatura, puede impedirse el cambio de morfología de carburo en la martensita. Es necesario que la placa de acero contenga 0.40% o más de Cr para adquirir tal efecto. Por otra parte, cuando el contenido de Cr excede 1.5%, el efecto se satura de manera que no solamente se vuelve económicamente desventajoso sino que también se disminuye la capacidad de soldadura. Por consiguiente, el contenido de Cr se limita a un valor que cae dentro de un margen de 0.40 a 1.5%. El contenido de Cr de preferencia se limita a un valor que cae dentro de un margen de 0.40 a 1.2%.

Mo: 0.05 a 1.0% Mo es un elemento efectivo para incrementar notablemente la dureza incrementando así la dureza de un material base. Además, Mo tiene un efecto de impedir el deterioro de tenacidad del área de enlace de la soldadura de pasos múltiples debido al templado de baja temperatura. El contenido de Mo se establece a 0.05% o más para adquirir tal efecto. Sin embargo, cuando el contenido de Mo excede 1.0%, adversamente Mo influencia la tenacidad, ductilidad y resistencia a la fisuración de soldadura del material base y por lo tanto, el contenido de Mo se establece a 1.0% o menos.

Por consiguiente, el contenido de Mo se limita a un valor que cae dentro de un margen de 0.05 a 1.0%. El contenido de Mo de preferencia se limita a un valor que cae dentro de un margen de 0.1 a 0.8%.

Nb: 0.005 a 0.025% Nb es un elemento importante que tiene un efecto de tenacidad mejorada de la soldadura de pasos múltiples y un efecto de impedir la ocurrencia de fractura retardada al elaborar la microestructura del material base y la soldadura de pasos múltiples más fina al provocar la precipitación de carbonitruro y también al fijar la solución sólida N. Es necesario que la placa de acero contenga 0.005% o más de Nb para adquirir tales efectos. Por otra parte, cuando el contenido de Nb excede 0.025%, el carbonitruro grueso se precipita y puede existir un caso donde el carbonitruro grueso se vuelva un punto de inicio de fractura. Por consiguiente, el contenido de Nb se limita a un valor que cae dentro de un margen de 0.005 a 0.025%. El contenido de Nb de preferencia se limita a un valor que cae dentro de un margen de 0.007 a 0.023%.

Ti: 0.005 a 0.03% Ti tiene un efecto de impedir que los granos en el área de enlace de la soldadura de pasos múltiples se vuelvan gruesos al formar TiN debido a la fijación de la solución sólida N, y también tiene un efecto de impedir el deterioro de tenacidad y la ocurrencia de fractura retardada en la región de temperatura templada de baja temperatura debido a la disminución de la solución sólida N. .Es necesario que la placa de acero contenga 0.005% o más de Ti para adquirir tales efectos. Por otra parte, cuando el contenido de Ti excede 0.03% Tic se precipita de manera que la tenacidad del material base se deteriora. Por consiguiente, el contenido de Ti se limita a un valor que cae dentro del margen de 0.005 a 0.03%. El contenido de Ti de preferencia se limita a un valor que cae dentro de un margen de 0.007 a 0.25%.

Al : 0.1% o menos Al actúa como un agente de desoxidación y es el que más se utiliza en un proceso de desoxidación de acero fundido de una placa de acero. Además, al formar AlN por fijación de la solución sólida N en el acero, Al tiene un efecto de impedir que los granos en el área de enlace de la soldadura de pasos múltiples se vuelva gruesa y un efecto de impedir el deterioro de tenacidad y la ocurrencia de fractura retardada en la región de temperatura templada de baja temperatura debido a la reducción de la solución sólida N. Por otra parte, cuando el contenido de Al excede 0.1%, Al se mezcla en el metal de soldadura en el momento de soldadura deteriorando asi la tenacidad del metal soldado. Por consiguiente, el contenido de Al se limita a 0.1% o menos. El contenido de Al de preferencia se limita a un valor que cae dentro de un margen de 0.01 a 0.07%.

N: 0.0015 a 0.0060% N se une con el Ti precipitando asi a TiN, y tiene un efecto de contribuir para la mejora de tenacidad al impedir que las partículas de austenita se vuelvan gruesas en HAZ. Es necesario que la placa de acero contenga 0.0015% o más de N para asegurar una cantidad requerida de TiN que tiene tal efecto. Por otra parte, cuando el contenido de N excede 0.0060%, en una región que se calienta a una temperatura en la que TiN se funde en el momento de soldadura, una cantidad de solución sólida N se incrementa de manera que el deterioro de tenacidad en la región de temperatura templada de baja temperatura se vuelve visible. Por consiguiente, el contenido de N se limita a un valor que cae dentro de un margen de 0.0015 a 0.0060%. El contenido de N de preferencia se limita a un valor que cae dentro de un margen de 0.0020 a 0.0055%.

B: 0.0003 a 0.0020% B es un elemento efectivo para incrementar notablemente la dureza con adición de una cantidad pequeña de B incrementando así la dureza de un material base. Además, en una región que se calienta a una temperatura en la que TiN se funde en el momento de soldadura, la solución sólida N se fija como BN de manera que B tiene un efecto para impedir el deterioro de tenacidad en la región de temperatura templada de baja temperatura debido a la soldadura subsiguiente El contenido de B de preferencia puede ser de 0.0003% o más para adquirir tal efecto. Sin embargo, cuando el contenido de B excede 0.0020%, adversamente . B influencia la tenacidad, ductilidad y resistencia a la fisuración de soldadura del material base. Por consiguiente, el contenido de B se establece a 0.0020% o menos. El contenido de B se limita de preferencia a un valor que cae dentro de un margen de 0.0005 a 0.0018%. El equilibrio de la placa de acero es Fe e impurezas inevitables.

De acuerdo con la presente invención, las propiedades de mejora adicionales de la placa de acero, además del sistema de componente básico anteriormente mencionado, la placa de acero puede contener uno, dos o más tipos de componentes seleccionados a partir de un grupo que consiste de W, Cu, Ni, V, REM, Ca y g.

W: 0.05 a 1.0% W es un elemento efectivo para incrementar notablemente la dureza incrementando asi la dureza de un material base. El contenido de de preferencia puede ser de 0.05% o más para adquirir tal efecto. Sin embargo, cuando el contenido de W excede 1.0%, adversamente W influencia la tenacidad, ductilidad y resistencia a la fisuración de soldadura del material base. Por consiguiente, el contenido de W se establece a 1.0% o menos.

Cu, Ni y V son elementos que contribuyen a la mejora de la resistencia de acero, y la placa de acero puede contener cantidades adecuadas de Cu, Ni, V dependiendo de la resistencia que requiera la placa de acero.

Cu: 1.5% o menos Cu es un elemento efectivo para incrementar la dureza incrementando asi la dureza del material base. El contenido de Cu de preferencia puede ser de 0.1% o más para adquirir tal efecto. Sin embargo, cuando el contenido de Cu excede 1.5%, el efecto se satura y Cu provoca un deterioro por calor deteriorando asi la propiedad de superficie de la placa de acero. Por consiguiente, el contenido de Cu se establece a 1.5% o menos.

Ni: 2.0% o menos Ni es un elemento efectivo para incrementar la dureza incrementando asi la dureza del material base. El contenido de Ni de preferencia puede ser de 0.1% o más para adquirir tal efecto. Sin embargo, cuando el contenido de Ni excede 2.0%, el efecto se satura de manera que se vuelve económicamente desventajoso. Por consiguiente, el contenido de Ni se establece a 2.0% o menos .

V: 0.1% o menos V es un elemento efectivo para incrementar la dureza incrementando asi la dureza del material base. El contenido de V de preferencia puede ser de 0.01% o más para adquirir tal efecto. Sin embargo, cuando el contenido de V excede 0.1%, la tenacidad y ductilidad del material base se deteriora. Por consiguiente, el contenido de V se establece a 0.1% o menos.

REM, Ca y Mg contribuyen para la mejora de la tenacidad, y estos elementos se agregan selectivamente correspondiendo a las propiedades que desea la placa de acero. Cuando REM se agrega, el contenido de REM de preferencia puede ser de 0.002% o más. Por otra parte, cuando el contenido de REM excede 0.008%, el efecto se satura. Por consiguiente, un limite superior de REM se establece a 0.008%.

Cuando Ca se agrega, el contenido de Ca de preferencia puede ser de 0.0005% o más. Por otra parte, cuando el contenido de Ca excede 0.005%, el efecto se satura. Por consiguiente, un limite superior de Ca se establece a 0.005%.

Cuando Mg se agrega, el contenido de Mg de preferencia puede ser de 0.001% o más. Por otra parte, cuando el contenido de Mg excede 0.005%, el efecto se satura. Por consiguiente, un limite superior de Mg se establece a 0.005%.

DI* = 33.85 x (O.lxC)0,5 x (0.7xSi+l) x (3.33xMn+l) x (0.35xCu+l) x (0.36xNi+l) x (2.16xCr+l) x (3xMo+l) x (1.75xV+l) x (1.5xW+l) (1), donde los símbolos de elementos respectivos son contenidos (% en masa) de los elementos.

Este parámetro: DI* (índice de endurecimiento) se define para formar la estructura base del material base en martensita impartiendo así excelente propiedad de resistencia a la abrasión para la estructura base dentro del margen de la composición anteriormente mencionada, y un valor del parámetro se establece a 45 o más. Cuando el valor del parámetro se establece a menos de 45, una profundidad de enfriamiento brusco de una capa de superficie en la dirección del espesor de la placa se vuelve menor que 10 mm y por lo tanto, se reduce una vida útil de la placa de acero como la placa de acero resistente a la abrasión.

Cuando el valor del parámetro excede 180, la estructura base del material base es martensita y por lo tanto, la estructura base muestra una propiedad resistente a la abrasión favorable. Sin embargo, la propiedad de fisuración de baja temperatura en el momento de soldadura y tenacidad de soldadura de baja temperatura se deteriora.

Por consiguiente, el valor del parámetro de DI* de preferencia se establece a 180 o menos. El valor del parámetro de DI* de mayor preferencia se establece a un valor que cae dentro de un margen de 50 a 160.

C+ n / 4-Cr / 3+10P < 0.47 (2), en donde los símbolos de elemento respectivo son contenidos (% en masa) de los elementos.

Cuando la estructura básica del material base de la placa de acero se forma de martensita y tiene la composición que muestra excelente tenacidad tanto como el área de fragilidad por templado a baja temperatura cuando la soldadura se realiza, un valor del parámetro: C+Mn/4-Cr/3-10P se establece a 0.47 o menos dentro del margen de la composición anteriormente mencionada. Aunque la estructura base del material base se mantiene en martensita y muestra una propiedad resistente a la abrasión favorable incluso cuando el valor del parámetro excede 0.47, la tenacidad de soldadura se deteriora notablemente. El valor del parámetro de preferencia puede ser de 0.45 o menos .

Microestructura De acuerdo con la presente invención, para mejorar la propiedad de resistencia a la abrasión, una fase base o la microestructura de la placa de acero se define para la martensita. La estructura tal como bainita o ferrita distinta a la martensita disminuye la propiedad de resistencia a la abrasión y por lo tanto, es preferible no mezclar tal estructura en la martensita en la medida de lo que sea posible. Sin embargo, cuando la relación de área total de estas estructuras es menos de 10%, la influencia ejercida por estas estructuras puede ignorarse. Además, cuando la dureza de superficie de la placa de acero es menos de 400 HBWlO/3000 en la dureza de Brinell, se reduce una vida útil de la placa de acero como la placa resistente a la abrasión. Por consiguiente, es deseable establecer la dureza de superficie a 400 HBWlO/3000 o menos en la dureza de Brinell.

En el acero desarrollado de acuerdo con la presente invención, la microestructura del área de enlace es la estructura mezclada de la martensita y bainita. La estructura tal como ferrita distinta a la martensita y bainita disminuye la propiedad de resistencia a la abrasión y por lo tanto, se prefiere no mezclar tal estructura en la medida de lo que sea posible. Sin embargo, cuando una relación de área total de estas estructuras es menos de 20%, la influencia ejercida por estas estructuras puede ignorarse.

Además, en el acero desarrollado de acuerdo con la presente invención, para asegurar la tenacidad del área de enlace, se prefiere que las partículas de carbonitruro de Nb y Ti que tienen un tamaño de partícula por medio de 1 µ?? o menos se presenten en una proporción de 1000 piezas/mm2 o más, un tamaño de partícula promedio de la austenita es menor que 200 µ??, y un tamaño de partícula promedio de la microestructura inferior rodeado por un límite de grano de gran inclinación que tiene una retención radial de 15° o más y menor que 70 µp?.

El acero resistente a la abrasión de acuerdo con la presente invención puede fabricarse bajo las siguientes condiciones de fabricación. En la explicación realizada en lo sucesivo, la indicación "°C" en relación con la temperatura significa temperatura 1/2 posición de un espesor de placa. Se prefiere que un acero fundido que tiene la composición anteriormente mencionada se produzca por un método de producción de acero fundido conocido, y el acero fundido se forma en una materia prima de acero tal como una losa que tiene un tamaño predeterminado mediante un proceso de revestimiento continuo o un método de elaboración de lingote/desgaste.

Después, la materia prima de acero obtenida se somete inmediatamente a una laminación en caliente sin enfriar o se somete a una laminación en caliente tras un calentamiento a una temperatura de 950 a 1250°C después de enfriar, formando asi una placa de acero que tiene un espesor de placa deseada. Inmediatamente después, del laminado en caliente, se realiza el enfriamiento por agua o se realiza el enfriamiento brusco después del recalentamiento. Posteriormente, cuando sea necesario, se realiza el templado a una temperatura de 300 °C o por debajo.

Modalidad 1 Las losas de acero las cuales se prepararon con diversas composiciones mostradas en la Tabla 1 por medio de un convertidor de acero, refinación de cuchara y un método de fundición continua se calentaron a una temperatura de 1000 a 1250°C y, posteriormente, las losas de acero se sometieron a un laminado en caliente bajo condiciones de fabricación mostradas en la Tabla 2. El enfriamiento por agua (enfriamiento brusco (QD) ) se aplicó en algunas placas de acero después del laminado. Con respecto a otras placas de acero, se realizó el enfriamiento por aire después del laminado, y enfriamiento por agua (enfriamiento brusco (RQ) ) se realizó después del recalentamiento .

En las placas de acero obtenidas, la medición de dureza de superficie, la evaluación de propiedad de resistencia a la abrasión, la medición de tenacidad del material base, una prueba de fisuración de soldadura en ángulo en forma de T (evaluación de propiedad de resistencia a la fractura retardada) , una prueba de zona afectada por calor sintético y una prueba de tenacidad de una soldadura de una junta de acero existente se llevaron a cabo de acuerdo con las siguientes formas. El resultado adquirido se mostró en la Tabla 3.

Dureza de superficie 1 La medición de dureza de superficie se llevó a cabo en cada placa de acero de acuerdo con la estipulación de JIS Z 2243(1998) para medir la dureza de superficie debajo de una capa de superficie (dureza de una superficie medida después de las escalas de remoción en la capa de superficie) . En la medición, las bolas rígidas de tungsteno que tienen un diámetro de 10 mm se utilizan, y se estableció a una carga de 3000 kgf.

Tenacidad del Material Base 1 Se tomó una muestra de un espécimen de prueba de muesca V de cada placa de acero en la dirección perpendicular a la dirección de laminación en una posición lejos de una superficie de la placa de acero por 1/4 de un espesor de placa de acuerdo con la estipulación de JIS Z 2202(1998), y una prueba de impacto Charpy se llevó a cabo en tres temperaturas respectivas con respecto a cada placa de acero de acuerdo con la estipulación de JIS Z 2242(1998), se obtuvieron energías absorbidas en una temperatura de prueba de 0°C y -40°C, y se evalúa la tenacidad del material ,base. La temperatura prueba de 0°C se seleccionó al tomar en cuenta el uso de la placa de acero en un área cálida.

La placa de acero donde un promedio de las tres energías absorbidas (también denominada como vEo) en la temperatura de prueba de 0°C fue de 30 J o más se determinó como la placa de acero que tiene excelente tenacidad del material base (dentro del alcance de la presente invención) .

Propiedad de Resistencia a la Abrasión 1 Con respecto a la propiedad de resistencia a la abrasión, se llevó a cabo una prueba de abrasión de rueda de caucho en cada placa de acero de acuerdo con la estipulación de ASTM G65. La prueba se llevó a cabo al utilizar cada uno de los especímenes que tienen un tamaño de 10 mmt (t: espesor de placa) x 75 mmw (w: ancho) x 20 mmL (L: longitud) (t (espesor de placa) x 75 mmw x 20 mmL cuando el espesor de placa es menor que 10 mmt) , y al utilizar arena abrasiva elaborada de 100% de Si02 como un material abrasivo.

Se midió un peso del espécimen antes y después de la prueba, y se midió el desgaste del espécimen. El resultado de prueba se evaluó en base a la proporción de resistencia a la abrasión: (desgaste de la placa de acero suave) / (desgaste de cada placa de acero) utilizando el desgaste de la placa de acero suave (SS400) como referencia (1.0). Esto significa que entre mayor sea la proporción de resistencia a la abrasión, aún más. excelente se volverá la propiedad de resistencia a la abrasión, y con respecto al alcance de la presente invención, la placa de acero que mostró la proporción de resistencia a la abrasión de 4.0 o más se determinó excelente.

Fractura Retardada 1 En la prueba de fisuración de soldadura en ángulo en forma de T, la soldadura de restricción se llevó a cabo en cada uno de los especímenes los cuales se ensamblaron en una forma en T como se muestra en la Figura 1 por soldadura por arco eléctrico de metal protegida y, posteriormente, se llevó a cabo la soldadura de prueba a temperatura ambiente (25°C x 60% de humedad) o después del precalentamiento a 100 °C.

El método de soldadura fue la soldadura por arco eléctrico de metal protegido (material de soldadura: LB52UL (4.0 mmO) ) , en donde una entrada de calor fue de 17 kJ/cm, y la soldadura de 3 capas y 6 pasos se llevó a cabo. Después en la prueba, el espécimen se dejó a temperatura ambiente durante 48 horas y, posteriormente, se tomaron muestras de 5 piezas de muestras de observación en corte transversal de soldadura (longitud de cordón de 200 mm que se divide igualmente por 5) de la placa de muestra, y la presencia o ausencia de ocurrencia de fisuras en una zona afectada por calor de soldadura se analizó por un proyector y un microscopio óptico. En ambos, los especímenes se prepararon sin precalentamiento y los especímenes se prepararon con precalentamiento a una temperatura de 100°C, en 5 muestras en corte transversal muestreadas respectivas, las muestras en donde no se encontró la ocurrencia de fisuras en la zona afectada por calor de soldadura se evaluaron como excelentes en la resistencia a la fractura retardada.

Tenacidad de Soldadura 1-1 En una prueba de zona afectada por calor sintético, el templado a baja temperatura del área de enlace se simuló cuando dos pasos de soldadura por arco eléctrico protegido con gas de C02 con una entrada por calor de soldadura de 17 kJ/cm se realiza. Un ciclo de calor se aplica al área de enlace de tal manera que el área de enlace en una primera soldadura de paso (paso inicial) se mantuvo a una temperatura de 1400°C durante 1 segundo y se enfrió en una proporción de enfriamiento de 30°C/s de 800 a 200°C, y después, como el templado a baja temperatura por la segunda soldadura de paso (soldadura subsiguiente) , el área de enlace se mantuvo a una temperatura de 300 °C durante 1 segundo y se enfrío a una proporción de enfriamiento de 5°C/s de 300 a 100°C.

Un espécimen de muestra de barra cuadrada muestreado en la dirección de laminación se sometió al ciclo de calor anteriormente mencionado mediante un dispositivo de calentamiento de inducción de alta frecuencia, y posteriormente, una prueba de impacto Charpy de ranura V se llevó a cabo de acuerdo con la estipulación de JIS Z 2242 (1998) . La prueba de impacto Charpy de ranura V se llevó a cabo con respecto a los tres especímenes para cada placa de acero mientras se establecía a una temperatura de prueba a 0°C.

La placa de acero en el que un valor promedio de las tres energías absorbidas (vE0) fue de 30 J o más se determinó como la placa de acero que tiene excelente tenacidad HAZ (dentro del alcance de la presente invención) .

Con respecto a las placas de acero que tiene un espesor de placa de menos de 10 mm, se sometieron y tomaron pruebas a los especímenes Charpy de ranura V que tienen un subtamaño de (5mm x lOmm) para una prueba de impacto Charpy. La placa de acero en el que un valor promedio de las tres energías absorbidas (vE0) fue de 15 J o más se determinó como la placa de acero que tiene excelente tenacidad HAZ (dentro del alcance de la presente invención) .

Tenacidad de Soldadura 1-2 Además, para confirmar la tenacidad de una junta de soldadura existente, una junta de soldadura de pasos múltiples (muesca en forma de V) se preparó mediante la soldadura por arco eléctrico de metal protegido (entrada de calor: 17 kJ/cm, precalentamiento : 150°C, temperatura de interpaso: 150°C, material de soldadura: LB52UL (4.0 ??t?F)).

Se tomó muestra de un espécimen de impacto Charpy de la junta de soldadura en una posición de 1 mm por debajo de una superficie de la junta de soldadura, y una ubicación de ranura fue la ranura en forma de V y se establece <en una unión sobre un lado de la muesca perpendicular a la superficie de la placa de acero. Se llevó a cabo una prueba de impacto de Charpy de ranura en V de acuerdo con la estipulación de JIS Z 2242 (1998) utilizando los especímenes muestreados de esta manera. La Figura 2 muestra una posición de muestra del espécimen de impacto Charpy y la ubicación de ranura.

La prueba de impacto Charpy de ranura en V de la junta de soldadura existente se llevó a cabo utilizando los tres especímenes mientras se establecía la temperatura prueba a 0°C. La placa de acero en la que un valor promedio de tres energías absorbidas (vE0) es de 30 J o más se determinó como en la placa de acero que tiene excelente tenacidad en una soldadura de pasos múltiples (dentro del alcance de la presente invención) .

Con respecto a las placas de acero que tienen un espesor de placa de menos de 10 mm, se tomaron muestras de los especímenes Charpy de ranura en V que tienen un subtamaño (5mm x lOmm) y sometieron a una prueba de impacto Charpy. La placa de acero en la que un valor promedio de las tres energías absorbidas (vE0) fue de 15 J o más se determinó como la placa de acero que tiene excelente tenacidad de área de enlace (dentro del alcance de la presente invención) .

La Tabla 2 muestra las condiciones de fabricación en las placas de acero utilizadas en la prueba, y la Tabla 3 muestra los resultados de las pruebas respectivas anteriormente mencionadas. Los ejemplos de la presente invención (aceros No. 1 a 5) tuvieron la dureza de superficie de 400 HBW10/3000 o más, mostraron excelente propiedad de resistencia a la abrasión y tenacidad del material base de 30 J o más a 0°C. Además, no se presentaron fisuras en la prueba de fisuración de soldadura en ángulo en forma de T, y los ejemplos de la presente invención también tuvieron excelente tenacidad con respecto a la prueba de zona afectada por calor sintético y la tenacidad de junta de soldadura existente y por lo tanto, se confirmó que los ejemplos de la presente invención mostraron excelente tenacidad de soldadura.

Por otro lado, con respecto a los ejemplos de comparación (aceros No. 6 a 19) cuyas composiciones estuvieron fuera del alcance de la presente invención, se confirmó que los ejemplos de comparación no pudieron satisfacer los rendimientos objetivos con respecto a cualquiera de uno o una pluralidad de propiedades y pruebas entre la dureza de superficie, propiedad de resistencia a la abrasión, prueba de fisuración de soldadura en ángulo en forma de T, tenacidad del material base, prueba de impacto Charpy de ciclo de calor reproducido, prueba de impacto Charpy de la junta de soldadura existente.

Modalidad 2 Las losas de acero que se prepararon con diversas composiciones mostradas en la Tabla 4 mediante un convertidor de acero, refinación de cuchara de acero y un método de fundición continuo se calentaron a una temperatura de 1000 a 1250°C y, posteriormente, las losas de acero se sometieron a una laminación en caliente bajo condiciones de fabricación mostradas en la Tabla 5. El enfriamiento por agua (enfriamiento brusco (DQ) ) se aplicó en algunas placas de acero inmediatamente después de la laminación. Con respecto a otras placas de acero, se aplicó en enfriamiento por aire a otra placa de acero después de la laminación, y enfriamiento por agua (enfriamiento brusco (RQ) ) se realizó después del recalentamiento .

En las placas de acero obtenidas, la medición de dureza de superficie, la evaluación de propiedad de resistencia a la abrasión, medición de tenacidad del material base, una prueba de fisuración de soldadura en ángulo en forma de T (evaluación de propiedad de resistencia a la fractura retardada), una prueba de zona afectada por calor sintético y una prueba de tenacidad de una soldadura de una junta de soldadura existente se llevaron a cabo de acuerdo con las siguientes formas. El resultado adquirido se muestra en la Tabla 6.

Dureza de Superficie 2 La medición de dureza de superficie se llevó a cabo de acuerdo con la estipulación de JIS Z 2243(1998) midiendo asi la dureza de superficie por debajo de una capa de superficie (dureza de una superficie medida después de remoción de las incrustaciones de la capa de superficie) . En la medición, se utilizaron bolas rígidas de tungsteno que tienen un diámetro de 10 mm, y se estableció una carga a 3000 kgf.

Tenacidad de Material Base 2 Se tomó una muestra de un espécimen de prueba de ranura en V de cada placa de acero en la dirección perpendicular a la dirección de laminación en una posición lejos de una superficie de la placa de acero por 1/4 de un espesor de placa de acuerdo con la estipulación de JIS Z 2202(1998) y se llevó a cabo una prueba de impacto Charpy en tres temperaturas respectivas con respecto a cada placa de acero de acuerdo con la estipulación de JIS Z 2242(1998), y energía absorbida a temperaturas a prueba de 0°C y -40°C se obtuvieron, y se evaluó la tenacidad del material base. La temperatura a prueba de 0°C se seleccionó al tomar en cuenta el uso de la placa de acero en una región caliente, y la temperatura de prueba de -40 °C se seleccionó al tomar en cuenta el uso de la placa de acero en una región fría.

La placa de acero en la que un valor promedio de tres energías absorbidas (también denominada como VEQ) en la temperatura a prueba de 0°C fue de 30 J o más y un valor promedio de tres energía absorbidas (también denominado como vE-4o) en la temperatura a prueba de ,-40°C fue de 27 J o más se determinó como la placa de acero que tiene excelente tenacidad de material base (dentro del alcance de la presente invención) . Con respecto a las placas de acero que tienen un espesor de placa de menos de 10 mm, los especímenes Charpy de ranura en V que tienen un subtamaño (5 mm x 10 mm) se tomaron pruebas y sometieron a una prueba de impacto Charpy. La placa de acero en la que un valor promedio de las tres energías absorbidas (vEo) fue de 15 J o más y un valor promedio de tres energías absorbidas (vE-40) fue de 13 J o más se determinó como la placa de acero que tiene excelente tenacidad del material base (dentro del alcance de la presente invención) Propiedad de Resistencia a la Abrasión 2 Con respecto a la propiedad de resistencia a la abrasión, se llevó a cabo una prueba de abrasión de rueda de caucho de acuerdo con la estipulación de ASTM G65. La prueba se llevó a cabo al utilizar un espécimen que tiene un tamaño de 10 mmt (t: espesor de placa) x 75mm (w: ancho) x 20 mi (L: longitud) (t: espesor de placa) x 75 mm x 20 mmL cuando el espesor de placa fue menor que 10 mmt) , y al utilizar la arena abrasiva elaborada de 100% de Si02 como un material abrasivo.

Se midió un peso del espécimen antes y después de la prueba y se midió el desgaste del espécimen. El resultado de la prueba se evaluó en base a la proporción de resistencia a la abrasión: (desgaste de la placa de acero suave) / (desgaste de cada placa de acero) utilizando el desgaste de la placa de acero suave (SS400) como la referencia (1.0). Esto significa que entre mayor sea la proporción de resistencia a la abrasión, será aún más excelente la propiedad de resistencia a la abrasión y con respecto al alcance de la presente invención, la placa de acero que muestra la proporción de resistencia a la abrasión de 4.0 o más se determinó excelente.

Fractura Retardada 2 En una prueba de fisuración de soldadura en ángulo en forma de T, se llevó a cabo la soldadura de restricción en un espécimen el cual se ensambló en una forma en T como se muestra en la figura 1 mediante la soldadura en arco eléctrico de metal protegido y, posteriormente se llevó a cabo la soldadura de prueba a una temperatura ambiente (25°C x 60% de humedad) o después del precalentamiento a 100 °C.

El método de soldadura fue la soldadura por arco eléctrico de metal protegido (material de soldadura: LB52UL (4.0 mmO) ) , en donde una entrada de calor de soldadura fue de 17 kJ/cm, y la soldadura de 3 capas y 6 pasos se llevó a cabo. Después de la prueba, el espécimen se dejó a una temperatura ambiente durante 48 horas y, posteriormente, se tomaron muestran a las 5 piezas de las muestras de observación en corte transversal de soldadura (longitud de cordón de 200 mm que igualmente se dividió por 5) de una placa de prueba, y la presencia o ausencia de ocurrencia de fisuras en una zona afectada por calor de soldadura se analizó por un proyector y un microscopio óptico. En ambos, los especímenes preparados sin precalentamiento y los especímenes preparados con precalentamiento a una temperatura de 100 °C, entre 5 muestras en corte transversal muestreadas respectivas, las muestras en las que la ocurrencia de fisuras en la zona afectada por calor de soldadura no se encontró del todo se evaluaron como excelentes en la resistencia a la fractura retardada.

Tenacidad de Soldadura 2-1 En una prueba de zona afectada por calor sintético, se simuló el templado a baja temperatura del área de enlace de la zona afectada por calor de soldadura cuando se realizó la soldadura por arco eléctrico protegido con gas de C02 de dos capas con una entrada de calor de soldadura de 17 kJ/cm. Un ciclo de calor se aplica al área de enlace de tal manera que la porción de enlace en la primera soldadura de paso (paso inicial) se mantuvo a una temperatura de 1400°C durante un segundo y se enfrío a una proporción de enfriamiento de 30°C/s de 800 a 200°C, y después, conforme el templado a baja temperatura por la soldadura de segundo paso (soldadura subsiguiente) , se mantuvo en el área de enlace a una temperatura de 300°C durante 1 segundo y se enfrío a una proporción de enfriamiento de 5°C/s de 300 a 100°C.

Un espécimen de prueba de barra cuadrada muestreado en la dirección de laminación se sometió al ciclo de calor anteriormente mencionado mediante . un dispositivo de calentamiento por inducción de alta frecuencia y, posteriormente, se llevó a cabo una prueba de impacto Charpy de ranura en V de acuerdo con la estipulación de JIS Z 2242(1998). La prueba de impacto Charpy se llevó a cabo con respecto a los tres especímenes para cada placa de acero mientras que se ajusta a las temperaturas de prueba a 0°C y -40°C en temperaturas respectivas.

La placa de acero en la que un valor promedio de las tres energías absorbidas (vE0) fue de 30 J o más y un valor promedio de tres energías absorbidas (vE-40) fue de 27 J o más se determinó como la placa de acero que tiene excelente tenacidad HAZ (dentro del alcance de la presente invención) .

Con respecto a las placas de acero que tienen un espesor de placa de menos 10 mm, se tomaron muestras y se sometieron a una prueba de impacto los especímenes Charpy de ranura en V que tiene un subtamaño (5 mm x 10 mm) . La placa de acero en la que un valor promedio de las tres energías absorbidas (vE0) fue de 15 J o más y un valor promedio de tres energías absorbidas (vE-40) fue de 13 J o más se determinó como la placa de acero que tiene excelente tenacidad HAZ (dentro del alcance de la presente invención) .

Tenacidad de Soldadura 2-2 Además, para confirmar la tenacidad de una junta de soldadura . existente, una junta de soldadura de pasos múltiples (muesca en forma de V) se preparó mediante la soldadura de arco eléctrico de metal protegido (entrada de calor: 17 kJ/cm, precalentamiento : 150°C, temperatura de interpaso: 150°C, material de soldadura: LB52UL (4.0 p????F) ) .

Se tomó una muestra de un espécimen de impacto Charpy de la junta de soldadura en una posición de 1 mm debajo de una superficie de la junta de soldadura, y una ubicación de ranura fue la muesca en forma de V y se estableció como un enlace en un lado de la muesca perpendicular a la superficie de la placa de acero. Una prueba de impacto Charpy de ranura en V se llevo a cabo de acuerdo con la estipulación de JIS Z 2242(1998) utilizando los especímenes muestreados en esta manera. La Figura 2 muestra una posición de muestra del espécimen de impacto Charpy y la ubicación de ranura.

La prueba de impacto Charpy de ranura en V de la junta de soldadura existente se llevó a cabo utilizando tres especímenes para cada temperatura de prueba mientras se establecía la temperatura a prueba a 0°C y -40°C. La placa de acero en la que un valor promedio de las tres energías absorbidas (vE0) es de 30 J o más y un valor promedio de tres energías absorbidas (vE_o) es de 27 J o más se determinó como la placa de acero que tiene excelente tenacidad de soldadura de pasos múltiples (dentro del alcance de la presente invención) .

Con respecto a las placas de acero que tienen un espesor de placa de menos de 10 mm, los especímenes Charpy de ranura en V que tienen un subtamaño (5mm x lOmm) se tomaron una muestra y sometieron a una prueba de impacto Charpy. La placa de acero en la que el valor promedio de las tres energías absorbidas (vE0) fue de 15 J o más y un valor promedio de las tres energías absorbidas (vE_40) fue de 13 J o más se determinó como la placa de acero que tiene excelente tenacidad de soldadura de pasos múltiples (dentro del alcance de la presente invención) .

La Tabla 5 muestra las condiciones de fabricación de las placas de acero utilizadas en la prueba, y la Tabla 6 muestra los resultados de las pruebas respectivas anteriormente mencionadas. Los ejemplos de la presente invención (aceros No. 20 a 22 (acero No. 22 que tiene un espesor de placa de 8 mm) ) tuvo la dureza de superficie de 400 HBWlO/3000 o más, mostrando excelente propiedad de resistencia a la abrasión, y tuvo una tenacidad de material base de 30 J o más a 0°C y tenacidad de material base de 27 J o más a -40°C. Además, no se presentaron fisuras en la prueba de fisuración de soldadura en ángulo en forma de T, y los ejemplos de la presente invención también tuvieron una excelente tenacidad con respecto a la zona de prueba afectada por calor sintético y la junta de soldadura existente y por lo tanto, se confirmó que los ejemplos de la presente invención mostraron excelente tenacidad de soldadura de pasos múltiples.

Por otra parte, se confirmó que aunque el acero No. 23 señaló que la composición cae dentro del alcance de la presente invención pero DI* excede 180, mostró resultados favorables en la dureza de superficie, propiedad de resistencia a la abrasión y tenacidad de material base, los resultados de la prueba de fisuración de soldadura de ángulo en forma de T, una prueba de zona afectada por calor sintético y una tenacidad de junta de soldadura existente estuvieron cerca de los valores de .limite inferior del rendimiento objetivo y por lo tanto, el acero No. 23 fue inferior a los otros ejemplos de la presente invención. Con respecto a la composición del acero No. 24, el contenido de Si cae fuera del alcance de la presente invención. Por consiguiente, aunque el acero No. 24 mostró resultados favorables en la dureza de superficie, propiedad de resistencia a la abrasión y tenacidad del material base, el acero No. 24 no pudo satisfacer los rendimientos objetivos en una prueba de fisuración de soldadura en ángulo en forma de T, una prueba de zona afectada por calor sintético y una tenacidad de junta de soldadura existentes.

Aunque la composición del acero No. 25 cayó dentro del alcance de la presente invención, el valor del parámetro C+Mn/4-Cr/3-10P en el lado izquierdo de la fórmula (2) excedió 0.47. Por consiguiente, el resultado de la prueba de zona afectada por calor sintético y la tenacidad de junta de soldadura existente estuvieron cerca de los limites inferiores del rendimiento objetivo y por lo. tanto, el acero No. 25 fue inferior a otros ejemplos de la presente invención. En la descripción de las Tablas 4, 5 y 6 aunque el acero No. 23 cae dentro del alcance de la presente invención mencionado por la reivindicación 3 en composición, el valor DI* cae fuera del alcance de la presente invención mencionada en la reivindicación 6 y por lo tanto, el acero No. 23 se establece como el ejemplo de comparación. Aunque el acero No. 25 cae dentro del alcance de la presente invención mencionado en la reivindicación 1 en composición, el acero No. 25 no satisface la fórmula (2) y cae fuera del alcance de la presente invención mencionado en la reivindicación 7 y por lo tanto, el acero No. 25 se establece como el ejemplo de comparación. o en Tabla 1 Nota 1 : Los valores subrayados se encuentran fuera del alcance de la presente invención Nota 2: Contenidos de N, B, REM, Ca, Mg indicados por ppm en componentes químicos Nota 3: DI* = 33.85 x (0.1xC)05x (0.7xSi+1)x (3.33xMn+1) x (0.35xCu+1) x (0.36xNi+1) x (2.16xCr+1) x (3xMo+1) x (1.75xV+1) x (1.5xV\ Nota 4: Fórmula (2); = C+Mn/4-Cr/3-Mo/6+10P Los símbolos de elementos respectivos son contenidos (% en masa) o en Tabla 2 Nota: Los valores subrayados se encuentran fuera del alcance de la presente invención t— 1 en O Cn O OI Tabla 3 Nota: Los valores subrayados se encuentran fuera del alcance de la presente invención O en o Tabla 4 Nota 1 : Los valores subrayados se encuentran fuera del alcance de la presente invención Nota 2: Contenidos de N, B, REM, Ca, Mg indicados por masa de ppm en componentes químicos Nota 3: DI* = 33.85 x (0.1xC)05 x (0.7xSi+1 ) x (3.33xMn+1) x (0.35xCu+1 ) x (0.36xNi+1) x (2.16xCr+1) x (3x o+1 ) x (1.75xV+1 ) x (1.5xW+1) Nota 4: P en fórmula (2); C+Mn/4-Cr/3-Mo/6+10P Los símbolos de elementos respectivos son contenidos (% en masa) o en n Tabla 5 Nota: Los valores subrayados se encuentran fuera del alcance de la presente invención o en Tabla 6 Nota: Los valores subrayados se encuentran fuera del alcance de la presente invención

Claims

REIVINDICACIONES

1. Una placa de acero resistente a la abrasión caracterizada porque tiene excelente tenacidad de soldadura y excelente resistencia a la fractura retardada y que tiene una composición que contiene % en masa de 0.20 a 0.30% de C, 0.05 a 1.0% Si, 0.40 a 1.2% de Mn, 0.010% o menos de P, 0.005% o menos de S, 0.40 a 1.5% de Cr, 0.05 a 1.0% de Mo, 0.005 a 0.025% de Nb, 0.005 a 0.03% de Ti, 0.1% o menos de Al, 0.0015 a 0.0060% de N, 0.0003 a 0.0020% de B, y Fe e impurezas inevitables en donde el índice de endurecimiento de DI* expresado por una fórmula (1) es de 45 o más, y una fase base de la microestructura se forma de martensita. DI* = 33.85 x (O.lxC) 0.5 x (0.7xSi+l) x (3.33xMn+l) x (0.35xCu+l) x (0.36xNi+l) x (2.16xCr+l) x (3xMo+l) x (1.75xV+l) x (1.5xW+l) (1), en donde los símbolos de elementos respectivos son contenidos (% en masa ) de los elementos .

2. La placa de acero resistente a la abrasión que tiene excelente tenacidad de soldadura y excelente resistencia a la fractura retardada de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porque la composición de acero además contiene % en masa de 0.05 a 1.0% de W.

3. La placa de acero resistente a la abrasión que tiene excelente tenacidad de soldadura y excelente resistencia a la fractura retardada de conformidad con la reivindicación 1 ó 2, caracterizada porque la composición de acero además contiene % en masa de uno o dos o más tipos de componentes seleccionados a partir de un grupo que consiste de 1.5% o menos de Cu, 2.0% o menos de Ni, y 0.1% o menos de V.

4. La placa de acero resistente a la abrasión que tiene excelente tenacidad de soldadura y excelente resistencia a la fractura retardada de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizada porque la composición de acero además contiene % en masa de uno, dos o más tipos de componentes seleccionados a partir de un grupo que consiste de 0.08% o menos de REM, 0.005% o menos de Ca, y 0.005% o menos de Mg.

5. La placa de acero resistente a la abrasión que tiene excelente tenacidad de soldadura y excelente resistencia a la fractura retardada de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizada porque la dureza de superficie de la placa de acero es 400 HBW10/3000 o más en la dureza de Brinell.

6. La placa de acero resistente a la abrasión que tiene excelente tenacidad de soldadura y excelente resistencia a la fractura retardada de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizada porque el índice de endurecimiento DI* es de 180 o menos.

7. La placa de acero resistente a la abrasión que tiene excelente tenacidad de soldadura y excelente resistencia en la fractura retardada de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizada porque la placa de acero satisface la siguiente fórmula (2).. C+ n / 4-Cr / 3+10P < 0.47 (2), en donde los símbolos de elementos respectivos son contenidos (% en masa) de los elementos.