MX2013000031A

MX2013000031A - Placa o plancha de acero resistente a la abrasion con excelente tenacidad de soldadura y resistencia a la fractura retardada.

Info

Publication number: MX2013000031A
Application number: MX2013000031A
Authority: MX
Inventors: Shinichi Suzuki; Keiji Ueda
Original assignee: Jfe Steel Corp
Priority date: 2010-06-30
Filing date: 2011-06-29
Publication date: 2013-02-01
Also published as: CN102959113A; EP2589676A4; JP5866820B2; RU2550985C2; EP2589676A1; RU2013103814A; MX354630B; AU2011272188B2; EP2589676B1; AU2011272188C1; JP2012031510A; US20130216422A1; WO2012002567A1; CA2801703C; KR20130045900A; CA2801703A1

Abstract

Se proporciona una placa de acero resistente a la abrasión que es excelente en tenacidad de soldadura y resistencia a la fractura retardada y de preferencia se utiliza en 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, 0.005 a 0.03% de Ti, 0.1% o menos de Al, y 0.01% o menos de N, y además contiene uno, dos o más tipos de componentes seleccionados del grupo que consiste de Mo, W, B, 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 O PLANCHA DE ACERO RESISTENTE A LA ABRASIÓN CON EXCELENTE TENACIDAD DE SOLDADURA Y RESISTENCIA A LA FRACTURA RETARDADA CAMPO TÉCNICO La presente invención se relaciona con una placa de acero resistente a la abrasión o plancha de acero que tiene un espesor de placa de 4 mm o más de preferencia utilizada en máquinas de construcción, máquinas industriales, construcción naval, tubería de acero, ingeniería civil, arquitectura o similares, y más particularmente con una placa de acero resistente a la abrasión o plancha de acero que muestra excelente tenacidad de soldadura y excelente resistencia a la fractura retardada.

ANTECEDENTES DE LA TÉCNICA Cuando se emplea una placa de acero laminada en caliente para fabricar productos estructurales de acero, máquinas, dispositivos o similares, máquinas de construcción, máquinas industriales, construcción naval, tuberías de acero, ingeniería civil, arquitectura o similares, puede existir un caso donde se requiere que las placas de acero tengan una propiedad resistente a la abrasión. De manera convencional, para impartir una excelente propiedad resistente a la abrasión a un material de acero, se incrementa la dureza en general, y la dureza del material de acero puede mejorarse notablemente al obtener el material de acero en la microestructura de la fase simple de martensita. El incremento de una cantidad de carbono en 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 a fisuración en frío de modo que la placa de acero muestra una tenacidad inferior a soldadura en general por lo que, cuando la placa de acero resistente a abrasión se utiliza para obtener 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 la roca, suelo y arena o similar como un revestimiento. Por ejemplo, con respecto a un contenedor de un camión de motor amortiguado, se ha conocido un caso donde el contenedor se ensambla por soldadura utilizando acero dulce y, después de esto, se lamina una placa de acero resistente a la abrasión sólo en una superficie frontal del contenedor el cual se pone en contacto con la tierra y la arena.

Sin embargo, en el método de fabricación en el cual la placa de acero resistente a la abrasión se lamina en la estructura de acero soldada después de que se ha ensamblado la estructura de acero soldada, la mano de obra para la fabricación y el costo de fabricación se incrementa. Por consiguiente, ha existido una demanda de una placa de acero resistente a la abrasión que puede utilizarse como un miembro de resistencia de la estructura de acero soldada.

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

El documento de patente 2 se relaciona con una placa que tiene una alta propiedad resistente a la abrasión y un método para fabricar un producto de acero. En el documento de patente 2, se describe acero el cual tiene la composición compuesta de un sistema de 0.24 a 0.3C-NÍ, Cr, Mo, B, cumple con un parámetro de fórmula constituido de contenidos de estos elementos, e incluye martensita que contiene de 5 a 15% en volumen de austenita o estructura de martensita y estructura de bainita de este modo mejorando la propiedad resistente a la abrasión. El documento de patente 2 también describe que el acero que tiene los componentes antes mencionados se enfria a una proporción de enfriamiento de l°C/seg o más a una temperatura entre una temperatura de austenita y 450 °C.

El documento de patente 3 se ·. relaciona con un material de acero resistente a la abrasión que 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 que tiene la composición que contiene Cr, Ti y B como componente indispensables, en donde una capa de superficie se forma de martensita templada, una parte interna se forma de martensita templada y estructura con bajo contenido de bainita templada, y una relación de aspecto de diámetro de grano de austenita previo entre la dirección de espesor de pared y la dirección de laminación, se define. El documento de patente 3 también describe que el acero que tiene la composición de contenido se somete a laminación en caliente a una temperatura de 900 °C o menos y en una relación de reducción cumulativa de 50% o más y, después de esto, se enfria bruscamente de manera directa y se templa.

El documento de patente 4 se relaciona con un material de acero resistente a la abrasión que 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 4, se describe un material de acero que tiene la composición que contiene Cr, Ti y B como componente indispensable, 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 con bajo contenido de bainita o estructura de una sola fase de bajo contenido de bainita, y una proporción de alargamiento de los granos de austenita previos expresados por una relación de aspecto entre el diámetro de grano de austenita previa y una porción central de espesor de placa y el diámetro de grano de austenita previa en la dirección de laminación se define. El documento de 4 también describe que el acero que tiene la composición se somete a laminación en caliente a una temperatura de 900 °C o menos y en una relación de reducción cumulativa de 50% o más y, después de esto, se enfria bruscamente de manera directa.

El documento de patente 5 se relaciona con el acero resistente a la abrasión que muestra excelente capacidad de soldadura, excelente propiedad resistente 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 un acero que contiene de 4 a 9% en masa de Cr como elemento indispensable, contiene un tipo o dos tipos de Cu y Ni y cumple con un parámetro de fórmula constituido de contenido de componentes específicos. El documento de patente 5 también describe que el acero que tiene la composición se somete a laminación en caliente a una temperatura de 950 °C o menos y a una relación de reducción cumulativa de 30% o más y, después de esto, el acero se recalienta a una temperatura de Ac3 o más y se enfria bruscamente.

LITERATURA DE LA TECNICA 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 que Será Resuelta por la Invención] El problema más serio con respecto a la reducción de tenacidad cuando se suelda un material de acero es el deterioro de la tenacidad en un área de enlace de una linea de fusión. En acero resistente a la abrasión que tiene estructura de martensita en un estado enfriado bruscamente, el deterioro de la tenacidad el cual se denomina como fragilidad por templado a baja temperatura surge como problema también en una zona afectada por calor de soldadura (después de esto también denominada como HAZ) recalentada a una temperatura alrededor de 300°C que se encuentra lejos de la linea de fusión. Se piensa que la fragilidad por templado a baja temperatura se lleva a cabo por una acción sinergistica entre un cambio de morfología de carburo en la martensita y la segregación intergranular de elementos impuros o similares.

En una región en la cual se recaliente a una temperatura de fragilidad por templado a baja temperatura, el hidrógeno que invade una soldadura a partir de un gas de protección al momento de soldar y una tensión residual generada por calor de la soldadura se solapan entre sí de modo que es posible que ocurra fractura retardada (grietas que se presentan en la soldadura se denominan como grietas por baja temperatura en general) y, particularmente, es posible que ocurra fractura retardada en un acero resistente a la abrasión que tiene alta resistencia .

Por consiguiente, al aplicar una placa de acero resistente a la abrasión a un miembro de resistencia de una estructura soldada, es necesario mejorar la tenacidad del área de enlace y la zona afectada por calor de soldadura recalentada a una temperatura alrededor de 300°C que se encuentra lejos de una línea de fusión. Sin embargo, en la placa de acero resistente a la abrasión convencional, la susceptibilidad a fisuración en frío de la soldadura es elevada y por lo tanto, para evitar grietas en frío, es necesario descargar el hidrógeno en la placa de acero y reducir una tensión residual en la placa al realizar tratamientos tales como precalentamiento y post-calentamiento antes y después de la soldadura.

Los documentos de patente 1 y 2 no describen la mejora de tenacidad de soldadura en la . placa de acero resistente a la abrasión, y los documentos de patente 3 y 4 tampoco definen la microestructura que tiene como objetivo la mejora de tenacidad de un material de base. Aunque el documento de patente 5 estudia la capacidad de soldadura y la propiedad resistente a la abrasión de una soldadura, el estudio no tiene como objeto la mejora de 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 en tenacidad de soldadura y resistencia a la fractura retardada.

Por consiguiente, es un objetivo de la presente invención proporcionar una placa de acero resistente a la abrasión que muestre excelente tenacidad de soldadura y excelente resistencia a la fractura retardada sin inducir reducción de productividad en un costo de fabricación. En la presente invención, la tenacidad de soldadura significa tenacidad de una zona afectada por calor de soldadura, y la excelente tenacidad de soldadura significa particularmente que la tenacidad es excelente en un área de enlace y un área de temperatura de fragilidad por templado a baja temperatura.

MEDIOS PARA RESOLVER EL PROBLEMA.

Para lograr el objetivo antes mencionado, la invención ha hecho estudios completos sobre varios factores que determinan 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 una tenacidad de soldadura y resistencia a la fractura retardada con respecto a la placa de acero resistente a la abrasión, y ha hecho los siguientes hallazgos . 1. Para asegurar una excelente propiedad resistente a la abrasión, es indispensable formar la microestructura base o la microestructura principal de la placa de acero en martensita. Para este fin, es importante controlar estrictamente la composición química de la placa de acero asegurando de este modo la propiedad de enfriamiento brusco. 2. Para lograr la excelente tenacidad de soldadura, es necesario evitar que se vuelvan gruesas las partículas de grano en el área de enlace, y para este fin, es efectivo hacer uso de un efecto de rotación al dispersar los precipitados finos en la placa de acero. 3. Para asegurar la excelente tenacidad y para suprimir la fractura retardada en un área de temperatura de fragilidad por templado a baja temperatura de la zona afectada por calor soldada, es importante controlar adecuadamente las cantidades de elementos de aleación tales como C, Mn, Cr, P.

La presente invención se ha hecho al estudiar adicionalmente los hallazgos antes mencionados. 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 tiene una composición que contiene en % en masa 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, 0.005 a 0.03% de Ti, 0.1% o menos de Al, 0.01% o menos de N, y Fe y el resto de impurezas inevitables en donde el índice de endurecimiento DI* (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 elementos respectivos son contenidos (% en masa) de los elementos. 2. La placa de acero resistente a la abrasión que tiene excelente tenacidad a la soldadura y excelente resistencia a la fractura retardada descrita en 1, en donde la composición de acero además contiene % en masa uno, dos o más tipos de componentes seleccionados de un grupo que consiste de 0.05 a 1.0% de Mo, 0.05 a 1.0% de W, y 0.0003% a 0.0030% de B. 3. La placa de acero resistente a la abrasión que tiene excelente tenacidad de soldadura y excelente resistencia a la fractura retardada descrita en 1 ó 2, en donde la composición de acero además contiene en % en masa uno, dos o más tipos de componentes seleccionados 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.

. La placa de acero resistente a la abrasión que tiene excelente tenacidad de soldadura y excelente resistencia a la fractura retardada descrita en cualquiera de 1 a 3, en donde la composición de acero además contiene % en masa, uno, dos o más tipos de componentes seleccionados 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 descrita en cualquiera de 1 a 4, en donde la dureza de la superficie de la placa de acero es de 400 HBW10/3000 o más en 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 descrita en cualquiera de 1 a 5, en donde 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 a la fractura retardada descrita en cualquiera de 1 a 6, en donde la placa de acero cumple con la siguiente fórmula (2), C+Mn / 4-Cr / 3+10P < 0.47 (2), en donde los símbolos de elementos 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 de soldadura y excelente resistencia a la fractura retardada. La presente invención contribuye ampliamente a la mejora de eficiencia de fabricación y seguridad al momento de fabricar una estructura de acero que adquiere de este modo un efecto industrialmente notable.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LAS FIGURAS La Figura 1 es una vista para explicar una prueba de fisuración por soldadura en ángulo en forma de T.

La Figura 2 es una vista que muestra una posición 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 anteriormente, % 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 propiedad . resistente a la abrasión. Es necesario que la placa de acero contenga 0.20% o más de C para adquirir tales efectos. Por otro lado, cuando el contenido de C excede 0.30%, no sólo la capacidad de soldadura se deteriora sino también la tenacidad de un área de enlace y tenacidad de una región templada a baja temperatura se deterioran. 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: 0.05 a 1.0% Si actúa como agente de desoxidante, y no sólo Si es necesario para la fabricación de acero sino también Si tiene un efecto de incrementar la dureza de una placa de acero por un reforzamiento por solución sólida donde Si se presenta en el acero en un estado de solución sólida. Además, Si tiene un efecto de suprimir el deterioro de la tenacidad en un área de fragilidad por templado de una zona afectada por calor de soldadura. Es necesario que la placa de acero contenga 0.05% o más de Si para adquirir tal efecto. Por otro lado, cuando el contenido de Si excede 1.0%, la tenacidad de la zona afectada por calor de soldadura se deteriora notablemente. Por consiguiente, el contenido de Si se limita a un valor que cae dentro de un margen de 0.05% a 1.0%. El contenido de Si se limita de preferencia a un valor que cae dentro de un margen de 0.07 a 0.5%.

Mn: 0.40. a 1.2% Mn tiene un efecto de incrementar la dureza del acero, y es necesario que la placa de acero contenga 0.40% o más de Mn para asegurar dureza de un material base. Por otro lado, cuando el contenido de Mn excede 1.2%, no sólo la tenacidad, ductilidad y capacidad de soldadura del material base se deterioran, sino también una segregación intergranular de P se acelera de este modo acelerando 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, P segregado se vuelve un punto de inicio de fractura retardada, y deteriora la tenacidad de una zona afectada por calor de soldadura. Por consiguiente, un limite superior del contenido de P se establece en 0.010% y es deseable que el contenido de P se establezca poco como sea posible. Puesto que la reducción excesiva de P eleva el costo de retención y se vuelve económicamente desventajosa, el contenido de P se establece de manera deseable en 0.002% o más.

S: 0.005% o menos S deteriora la tenacidad a baja temperatura y la ductilidad de un material base y por lo tanto, el contenido de S se establece de manera deseable poco con un limite superior admisible 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 suprimir el deterioro de la tenacidad en el área de fragilidad por templado de la zona afectada por calor de soldadura. Esto es debido a que la inclusión de Cr demora la difusión de C en la placa de acero y por lo tanto, cuando la placa de acero se recalienta en una región de temperatura donde ocurre fragilidad por templado a baja temperatura, el cambio de morfología del carburo en martensita puede suprimirse. Es necesario que la placa de acero contenga 0.40% o más de Cr para adquirir tal efecto. Por otro lado, cuando el contenido de acero excede 1.5%, el efecto se satura de modo que no sólo se vuelve económicamente desventajoso sino también se reduce 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 se limita de preferencia a un valor que cae dentro de un margen de 0.40 a 1.2%.

Nb: 0.005% a 0.025% Nb es un elemento importante que tiene un efecto de mejorar la tenacidad de la zona afectada por calor de soldadura y un efecto de suprimir la aparición de fractura retardada al hacer más fina la .microestructura del material base y la zona afectada por calor de soldadura al provocar la precipitación del carbonitruro y también al fijar la solución sólida N. Es necesario que la placa de acero contenga 0.0050% o más de Nb para adquirir tales efectos. Por otro lado, cuando el contenido de Nb excede 0.025% precipitados de carbonitruro más gruesos y puede existir un caso donde el carbonitruro grueso se vuelve 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 se vuelvan gruesos al formar TiN debido a la fijación de la solución sólida N y también tiene un efecto de evitar el deterioro de la tenacidad y la aparición de la fractura retardada en la región de temperatura por templado a 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 otro lado, cuando el contenido de Ti excede 0.03%, TiC se precipita de modo que la tenacidad del material base se deteriora. Por consiguiente, el contenido de Ti se limita a un valor que cae dentro de un margen de 0.005 a 0.03%. El contenido de Ti se limita de preferencia a un valor que cae dentro de un margen de 0.007 a 0.025%.

Al : 0.1% o menos Al actúa como agente desoxidante y se utiliza de manera más particular en un proceso de desoxidación de acero fundido de una placa de acero. Además, al formar A1N al fijar la solución sólida N en acero, Al tiene un efecto de impedir que los granos en un área de enlace se vuelvan gruesos y un efecto de impedir el deterioro de tenacidad y la aparición de fractura retardada en una región de temperatura de templado a baja temperatura debido a la reducción de solución sólida N. Por otro lado, cuando el contenido de Al excede 0.1%, Al se mezcla en metal de soldadura al momento de soldar de este modo deteriorando la tenacidad del metal de soldadura. Por consiguiente, el contenido de Al se limita a 0.1% o menos. El contenido de Al se limita de preferencia a un valor que cae dentro de un margen de 0.01 a 0.07%.

N : 0.01% o menos N forma un nitruro con Nb o Ti, y tiene un efecto que impide que los granos de la zona afectada por calor de soldadura se vuelvan gruesos. Sin embargo, cuando el contenido de N excede 0.01%, la tenacidad de un material base y la tenacidad de soldadura se reduce notablemente y por lo tanto, el contenido de N se limita a 0.01% o menos. El contenido de N de preferencia se limita a un valor que cae dentro de un margen de 0.0010 hasta 0.0070%. El resto es Fe e impurezas inevitables.

De acuerdo con la presente invención, para mejorar adicionalmente las propiedades de la placa de acero, además del sistema de componente básico antes mencionado, la placa de acero puede contener uno, dos o más tipos de componentes seleccionados de un grupo que consiste de Mo, W, B, Cu, Ni, V, REM, Ca y Mg.

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

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

B: 0.0003 a 0.0030% B es un elemento efectivo para incrementar notablemente la dureza con la adición de una pequeña cantidad de B de este modo incrementando la dureza de un material base. 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 0.0030%, B influencia adversamente la tenacidad, ductilidad y resistencia a fisuración de soldadura del material base. Por consiguiente, el contenido de B se establece a 0.0030% o menos.

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

Cu : 1.5% o menos Cu es un elemento efectivo para incrementar de este modo 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 deterioro por calor de este modo deteriorando la propiedad de la superficie de una placa de acero. Por consiguiente, el contenido de Cu se establece en 1.5% o menos .

Ni : 2.0% o menos Ni es un elemento efectivo para incrementar la dureza de este modo incrementando 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 un modo que se vuelve económicamente desventajoso. Por consiguiente, el contenido de Ni se establece en 2.0% o menos.

V: 0.1% o menos V es un elemento efectivo para incrementar la dureza de este modo incrementando 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 en 0.1% o menos .

REM, Ca y g todos contribuyen a la mejora de tenacidad, y estos elementos se agregan selectivamente correspondiendo con 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 otro lado, cuando el contenido de REM excede 0.008%, el efecto se satura. Por consiguiente, un limite superior de REM se establece en 0.008%.

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

Cuando Mg se agrega, el contenido de Mg de preferencia puede ser de 0.001% o más. Por otro lado, cuando el contenido de Mg excede 0.005%, el efecto se satura. Por consiguiente, un limite superior de Mg se establece en 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) en 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 de este modo impartiendo una excelente propiedad resistente a la abrasión a la estructura base dentro del margen de la composición antes mencionada, y un valor del parámetro se establece en 45 o más. Cuando el valor del parámetro se establece a menos de 45, una profundidad de enfriamiento brusco de una capa superficial en la dirección del espesor de la placa se vuelve menos de 10 mm y por lo tanto, una duración de la placa de acero como la placa de acero resistente a la abrasión se acorta.

Cuando el valor DI* del parámetro excede 180, la estructura base del material base es la martensita y por lo tanto, la estructura base muestra una propiedad resistente a la abrasión favorable. Sin embargo, la propiedad de fisuración a baja temperatura al momento de soldar y la tenacidad de soldadura a baja temperatura se deterioran. Por consiguiente, el valor del parámetro DI* de preferencia se establece en 180 o menos. El valor del parámetro DI* de mayor preferencia se establece en un valor que cae dentro de un margen de 50 a 160.

C+Mn / 4-Cr / 3+10P < 0.47 (2), donde los símbolos de elementos respectivos 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 en el área de enlace y 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 en 0.47 o menos dentro de un margen de la composición antes mencionada. Aunque la estructura base del material base se mantiene en la martensita y muestra una propiedad resistente a la abrasión favorable aún cuando el valor del parámetro excede 0.47, la tenacidad de soldadura se deteriora notablemente. El valor del parámetro de preferencia puede ser 0.45 o menos.

Microestructura De acuerdo con la presente invención, para mejorar la propiedad resistente a la abrasión, una fase base o una fase principal de la microestructura de una placa de acero se define como martensita. La estructura tal como bainita o ferrita distinta a la martensita reduce la propiedad resistente a la abrasión y por tanto, es preferible no mezclar tal estructura en martensita tanto como sea posible. Sin embargo, cuando una relación de área total de estas estructuras es menor al 10%, la influencia ejercida por estas estructuras puede ignorarse. Además, cuando la dureza de superficie de la placa de acero es menor a 400 HBW10/3000 en dureza de Brinell, una duración de la placa de acero como acero resistente a la abrasión se acorta. Por consiguiente, es deseable establecer la dureza de la superficie a 400 HB 10/3000 o más en dureza de Brinell.

La microestructura del área de enlace es la estructura mezclada de martensita y bainita. La estructura tal como la ferrita distinta a la martensita y bainita reduce la propiedad resistente a la abrasión y por lo tanto, es preferible no mezclar tal estructura tanto como sea posible. Sin embargo, cuando una relación de área total de estas estructuras es menor al 20%, la influencia ejercida por estas estructuras puede ignorarse.

Además, para asegurar tenacidad del área de enlace, es preferible que las partículas de carbonitruro de Nb y Ti que tienen un tamaño de partícula promedio de 1 µ?? o menos se encuentran presentes en una proporción de 1000 piezas/mm2 o más, un tamaño de partícula promedio de austenita previa sea menor a 200 µp?, y un tamaño de partícula promedio de microestructura inferior rodeada por un límite de grano de gran inclinación que tiene una retención radial de 15° o más sea menor a 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 así 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 CC 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 acéro, 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 llevo 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 superficial (dureza de una superficie medida después de las escalas de remoción en la capa superficial) . 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), y se obtuvieron energías absorbidas en una temperatura de prueba de 0°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 en consideración.

La placa de acero donde un promedio de las tres energías absorbidas (también denominada como vE0) 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 S1O2 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 mm ) ) , 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, un área de enlace y el área de fragilidad por templado a baja temperatura se simularon 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 realizan. En la simulación del área de enlace, el área de enlace 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. Por otro lado, en la simulación del área de fragilidad por templado a baja temperatura, el área de fragilidad por templado a baja temperatura 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 la que un valor promedio de las tres energías absorbidas (vE0) en el área de enlace y el área de fragilidad por templado a baja temperatura fue de 30 J o más se determinó como la placa de acero que tiene excelente tenacidad de soldadura (dentro del alcance de la presente invención) .

Tenacidad de Soldadura 1-2 Además, para confirmar la tenacidad de una junta de soldadura existente, se aplicó un cordón en la soldadura de placa a una placa de acero mediante la soldadura por arco eléctrico de metal protegido (entrada de calor: 17 kJ/cm, precalentamiento : 150 °C, material de soldadura: LB52UL (4.0 mm(t>) ) . Se tomó muestra de un espécimen de impacto Charpy en una posición de 1 mm por debajo de una superficie de la placa de acero, y 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 una ubicación de ranura como el área de enlace. 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 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 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 14) 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 lozas de acero que se prepararon con varias composiciones mostradas en la Tabla 4 por medio de un convertidor de acero, refinación de acero con cuchara y un método de fundición continua se calentaron a una temperatura de 1000 a 1250°C y, después de esto, las lozas de acero se sometieron a laminación en caliente bajo condiciones de fabricación mostradas en la Tabla 5. El enfriamiento con agua (enfriamiento brusco (DQ) ) se aplica a algunas placas de acero inmediatamente después de la laminación. Con respecto a otras placas de acero, el enfriamiento con aire se aplicó a otras placas de acero después de la laminación, y el enfriamiento con agua (enfriamiento brusco (RQ) ) se realizó después de recalentar .

Las placas de acero obtenidas, la medición de dureza de superficie, la evaluación de propiedad resistente a la abrasión, la medida de tenacidad de material base, una prueba de fisuración de soldadura en ángulo en forma de T (evaluación de la propiedad resistente a la fractura retardada) , una prueba de zona afectada por calor sintética y una prueba de tenacidad de una soldadura de una junta de soldadura real se llevaron acabo de acuerdo con las siguiente formas. El resultado adquirido se muestra en la Tabla 6.

Dureza de Superficie 2 La medida de dureza de superficie se llevo a cabo de acuerdo con la estipulación de JIS Z 2243 (1998) de este modo midiendo la dureza de superficie bajo una capa de superficie (dureza de una superficie medida después de remover las incrustaciones en la capa, de superficie) . En la medición, bolas duras de tungsteno que tienen un diámetro de 10 mm se utilizaron, y una carga se estableció a 3000 kgf.

Tenacidad de Material Base 2 Un espécimen de prueba de muesca V se muestreo a partir de cada placa de acero en la dirección perpendicular a la dirección de laminación en una posición alejada de una superficie de la placa de acero por un cuarto 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), y la energía absorbida en las temperaturas de prueba de 0°C y -40°C se obtuvieron, y se evalúo la tenacidad de material base. La temperatura de prueba de 0°C se seleccionó al tomar el uso de la placa de acero en una región caliente en consideración, y la temperatura de prueba de -40°C se seleccionó al tomar en consideración el uso de la placa de acero en una región fría.

La placa de acero donde un valor promedio de tres energías absorbidas (también denominadas como vEo) en la temperatura de prueba de 0°C fue de 30 J o más y un valor promedio de tres energías absorbidas (también denominadas como vE_4o) en la temperatura de 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 de prueba de muesca V que tienen un subtamaño (5 mm x lOmm) se muestrearon y se sometieron a una prueba de impacto Charpy. La placa de acero fue un valor promedio de tres energías absorbidas (vE0) fue de 15 J y un valor promedio de tres energías absorbidas (vE-4o) fue de 13 J o más se determinó como la placa de acero que tiene excelente tenacidad de material base (dentro del alcance de la presente invención) .

Propiedad Resistente a la Abrasión 2 Con respecto a la propiedad resistente a la abrasión, una prueba de abrasión de prueba de caucho se llevó a cabo 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 75 mmw (w: ancho) x 20 mmL (L: longitud) (t (espesor de placa) x 75 mmw x mmL cuando el espesor de placa fue menor a 10 mmt), y al utilizar la arena abrasiva formada de 100% de S1O2 como un material abrasivo.

Un peso del espécimen se midió antes y después de la prueba y el desgaste del espécimen se midió. El resultado de la prueba se evalúo basándose en una proporción de resistencia de abrasión: (desgaste de la placa de acero blando) / (desgaste de cada placa de acero) utilizando desgaste de la placa de acero blando (SS400) como la referencia (1.0). Esto significa que mientras más grande sea la proporción de resistencia a la abrasión, más excelente se vuelve la propiedad resistente 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, la soldadura de restricción se llevó a cabo en un espécimen que se ensambló en una forma T como se muestra en la Figura 1 mediante soldadura por arco eléctrico de metal protegida y después de esto, la soldadura de prueba se llevó a cabo a una temperatura ambiente (25°C x humedad al 60%) o después de precalentar a 100°C.

El método de soldadura fue soldadura por arco eléctrico de metal protegido (material de soldadura: LB52UL (4.0mmO) en donde una entrada de calor fue de 17 kJ/cm y 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, después de esto, 5 piezas de muestras de observación en corte transversal de soldadura (longitud de cordón 200 mm siendo igualmente dividido por 5) se muestrea a partir de una placa de prueba, y la presencia o no presencia de aparición de grietas en una zona afectada por calor de soldadura se investigó 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 donde la aparición de grietas en la zona afectada por calor de soldadura no se encontró en todas, se evalúan como siendo excelentes en resistencia a la fractura retardada.

Tenacidad de Soldadura 2-1 En una prueba de zona afectada por calor sintético, se simuló un área de enlace y un área de fragilidad por templado a baja temperatura cuando se realizó la soldadura por arco eléctrico protegido con gas de C02 de un paso con una entrada de calor de soldadura de 17 kJ/cm. En la simulación del área de enlace, el área de enlace se calentó a 1400°C durante 1 segundo y se enfrío a una proporción de enfriamiento de 30°C/s de 800 a 200°C. Además en la simulación del área de fragilidad por templado a baja temperatura, el área de fragilidad por templado a baja temperatura se calentó a una temperatura de 300 °C durante 1 segundo y se realizó 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 de ranura en V 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) en el área de enlace y el área de fragilidad por templado a baja temperatura fue de 30 J o más y un valor promedio de tres energías absorbidas (??-40) en el área de enlace y el área de fragilidad por templado a baja temperatura fue de 27 J o más se determinó como la placa de acero que tiene excelente tenacidad de soldadura (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 muestras y se 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 en el área de enlace y el área de fragilidad por templado a baja temperatura y un valor promedio de tres energías absorbidas (vE_40) fue de 13 J o más en el área de enlace y el área de fragilidad por templado a baja temperatura se determinó como la placa de acero que tiene excelente tenacidad de soldadura (dentro del alcance de la presente invención) .

Tenacidad de Soldadura 2-2 Además, para confirmar la tenacidad de una junta de soldadura existente, se aplicó un cordón en la soldadura de placa a una placa de acero mediante la soldadura por arco eléctrico de metal protegido (entrada de calor: 17 kJ/cm, precalentamiento : 150°C, material de soldadura: LB52UL (4.0 ???p?F) ) . Se tomó una muestra de un espécimen de impacto Charpy de una posición de 1 mm debajo de una superficie de la placa de acero y una prueba de impacto Charpy de ranura en V se llevo a cabo de acuerdo con la estipulación de JIS Z 2242(1998) utilizando una ubicación de ranura como el área de enlace. 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 establecían las temperaturas de 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_4o) es de 27 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) .

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 (vEo) fue de 15 J o más y un valor promedio de las tres energías absorbidas (vE-o) fue de 13 J o más se determinó como la placa de acero que tiene excelente tenacidad de de área de enlace (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. 15 a 17 (acero No. 17 que tiene un espesor de placa de 8 mm) ) tuvo la dureza superficial de 400 HBW10/3000 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.

Por otra parte, se confirmó que aunque el acero No. 18 en el que la composición cae dentro del alcance de la presente invención pero DI* excede 180, mostró resultados favorables en la dureza superficial, propiedad de resistencia a la abrasión y tenacidad de material base, y una prueba de fisuración de soldadura en ángulo en forma de T, los resultados de una prueba de impacto Charpy de ciclo de calor reproducido correspondiente al área de fragilidad por templado a baja temperatura y prueba de impacto Charpy de junta de soldadura existente estuvieron cerca de los valores de limite inferior del rendimiento objetivo y por lo tanto, el acero No. 18 fue inferior a los otros ejemplos de la presente invención, con respecto a la tenacidad de soldadura a baja temperatura.

La placa de acero No 19 cae fuera del margen de la presente invención con respecto a Si en la composición. Por consiguiente, aunque el acero No. 19 mostró resultados favorables en la dureza superficial, propiedad de resistencia a la abrasión y tenacidad del material base, la tenacidad en el área de fragilidad por templado de la zona afectada por calor de soldadura se deteriora y por lo tanto, el acero No. 19 no pudo satisfacer los rendimientos objetivos con respecto a una prueba de fisuración de soldadura en ángulo en forma de T, una prueba de impacto Charpy de la zona afectada por calor sintético que corresponde al área de fragilidad por templado a baja temperatura y una prueba de impacto Charpy de junta de soldadura existente.

Aunque la composición del acero No. 20 cae dentro del alcance de la presente invención, el valor obtenido por la fórmula (2) excedió 0.47. Por consiguiente, se confirmó que vE40 estuvo cerca del limite inferior del rendimiento de la presente invención en ambos de una prueba de impacto Charpy de la zona afectada por calor sintético y una prueba de impacto Charpy de junta de soldadura existente de modo que el acero No. 20 es inferior a otros ejemplos de la presente invención. En la descripción de las Tablas 4, 5 y 6 aunque los aceros No. 18 y 20 caen dentro del alcance de la presente invención mencionados por la reivindicación 3 en composición, el valor DI* y el valor de la fórmula (2) cae fuera del alcance de la presente invención mencionada en las reivindicaciones 6 y 7 y por lo tanto, estos aceros se establecen como los ejemplos de comparación .

Ni CP O 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 (0.1 xC)05 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) Nota 4: P en fórmula (2); lado izquierdo de la fórmula (2) = C+Mn/4-Cr/3+10P Los símbolos de elementos respectivos son contenidos (% en masa) N3 P Tabla 2 Nota: Los valores subrayados se encuentran fuera del alcance de la presente invención > O en Tabla 3 Nota: Los valores subrayados se encuentran fuera del alcance de la presente invención 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 ppm en componentes químicos Nota 3: DI* = 33.85 x (O.lxC)" 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) Nota 4: Fórmula (2) = C+Mn/4-Cr/3+10P Los símbolos de elementos respectivos son contenidos (% en masa) Tabla 5 Nota: Los valores subrayados se encuentran fuera del alcance de la presente invención Tabla 6 Nota: Los valores subrayados se encuentran fuera del alcance de a presente nvencón

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% 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, 0.005 a 0.03% de Ti, 0.1% o menos de Al, 0.01% o menos de N, y Fe el resto de 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 (3x o+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 uno, dos o más tipos de componentes seleccionados del grupo que consiste de 0.05 a 1.0% de Mo, 0.05 a 1.0% de W, y 0.0003% a 0.0030% de B.

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 0.008% 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 de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizada porque la dureza superficial de la placa de acero es de 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 en 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 a la fractura retardada de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizada porque la placa de acero satisface una fórmula (2) . C+Mn / 4-Cr / 3+10P < 0.47 (2), en donde los símbolos de elementos respectivos son contenidos (% en masa) de los elementos.