根据本发明专利技术，可以得到厚壁高张力钢板，所述钢板具有给定的钢板成分，且将B抑制在低于0.0003％，余量由Fe及不可避免的杂质构成，所述钢板具有平均粒径为20nm以下的析出物，该析出物含有Ti、Nb和Mo，且Ti量(〔Ti〕)、Nb量(〔Nb〕)和Mo量(〔Mo〕)的含量范围满足〔Nb〕/(〔Ti〕+〔Nb〕+〔Mo〕)≥0.3的关系，由此，可以适用于海洋结构物、船舶、压力容器、压力水管等钢铁结构物，其屈服应力(YS)为460MPa以上，且多层焊接部的焊接热影响部的低温韧性(CTOD特性)与焊接施工时的热处理后的强度韧性(PWHT特性)优异。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及用于海洋结构物、船舶、压力容器、压力水管等钢铁结构物的高张力钢板及其制造方法，特别是，涉及厚壁高张力钢板及其制造方法，所述钢板的屈服应力(YS)为460MPa以上，不仅钢板的强度/韧性优异，而且多层焊接部的低温韧性(CTOD特性)及焊接施工时在热处理(PWHT)后的强度与韧性(PWHT特性)也优异。
技术介绍
用于船舶、海洋结构物、压力容器等的钢板经过焊接接合而加工成希望形状的结构物。因此，从结构物安全性的观点考虑，对于这些钢板而言，当然要求强度高、韧性优异，而且还要求实施焊接时的焊接接缝部(焊接金属、热影响部)的韧性优异。以往，作为钢板韧性的评价基准，主要使用的是利用夏比冲击试验得到的吸收能，但近年来，为了进一步提高可靠性，多使用裂纹尖端张开位移试验(Crack Tip Opening Displacement Test，以下称为CTOD试验)。该试验为：对于在待评价韧性的部位实施了疲劳预裂的试验片进行3点弯曲，测定即将破坏前的裂纹张开量(塑性变形量)，从而评价脆性破坏的发生阻力。由于在CTOD试验中使用疲劳预裂，因此极微小的区域成为韧性评价部。因此，在钢板中存在局部脆化区域时，即使夏比冲击试验中得到良好的韧性，在CTOD试验中有时也显示出较低的值。在板厚较厚的钢板等中，受到复杂加热过程的焊接热影响部(以下也称为HAZ)由于多层堆焊而容易产生上述局部脆化区域，而且焊口(焊接金属与母材的边界)、对焊口再加热至2相区域的部分(由第1循环的焊接形成粗粒，并由后续的焊接道次加热至铁素体与奥氏体的2相区域的范围，以下称为2相区域再加热部)容易成为局部脆化区域。这里，对于焊口而言，由于焊接时暴露于稍低于熔点的高温，因此奥氏体晶粒粗大化，在接下来的冷却的作用下容易相变为韧性低的上部贝氏体组织，因此基质自身的韧性容易降低。进而，对于接合部而言，容易生成魏氏组织(widmanstatten structure)、岛状马氏体(以下也称为M-A)等脆化组织，生成该脆化组织时，钢板的韧性容易进一步降低。这里，为了使焊接热影响部的韧性提高，例如使TiN微细分散于钢板中而形成抑制了奥氏体晶粒的粗大化的铁素体相变核并加以利用的技术被实用化。然而，对于焊口而言，有时会加热至TiN熔化的温度范围，由于焊接部的低温韧性要求越苛刻加热温度越高，因此难以表现出上述使TiN微细分散的作用效果。为了解决这些问题，专利文献1、专利文献2公开了如下的技术：将稀土元素(REM)与Ti一起组合添加，使微细粒子分散于钢板中，由此抑制奥氏体的晶粒生长，使焊接部韧性提高。同时，专利文献1、专利文献2还提出了使Ti氧化物分散的技术、将BN的铁素体核生成能力与氧化物分散加以组合的技术、以及通过添加Ca、REM来控制硫化物的形态而提高韧性的技术等。另外，专利文献3中公开了使Ti氧化物分散在钢中来提高HAZ韧性的技术。此外，对于2相区域再加热部而言，公开了以下技术：通过2相区域再加热，碳聚集于逆相变为奥氏体的区域，冷却中会生成含有岛状马氏体的脆弱的贝氏体组织，钢的韧性降低，为了防止该韧性降低，使钢板成分低C化、低Si化，抑制岛状马氏体的生成而提高韧性，通过添加Cu来确保母材的强度(例如，专利文献4及5)。这里，专利文献4所记载的技术采取了将轧制后的冷却速度设为0.1℃/秒以下，并在该过程中使Cu粒子析出的方法，但存在制造稳定性的问题。另外，在专利文献5所记载的技术中，通过将N/Al比设为0.3～3.0，抑制了AlN的粗大化、固溶N的不良影响导致的韧性变差，但通过Ti来控制固溶N的技术更为简便。需要说明的是，对于YS大于460MPa的厚壁材料而言，在焊接施工时有时实施后热处理(PWHT)。此时，由于母材也同时被加热，因此即使经受PWHT处理，也必须保持母材特性，以往，为了抑制受热时的强度降低，通常添加在该温度下形成析出物的元素。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特公平03-053367号公报专利文献2：日本特开昭60-184663号公报专利文献3：日本专利第3697202号公报专利文献4：日本专利第3045856号公报专利文献5：日本专利第4432905号公报
技术实现思路
专利技术要解决的课题这里，专利文献1及2中记载的技术以较低强度且合金元素量少的钢材为对象，但在更高强度且合金元素量多的厚壁材料的情况下，由于HAZ组织形成不含铁素体的组织，因此存在不能适用的问题。另外，专利文献3中记载的技术存在难以使Ti氧化物稳定地微细分散于钢中的问题。此外，由Cu析出物确保强度而导致韧性降低的情况较多，在确保钢板的低温韧性方面存在问题。另外，对于专利文献5中记载的使用了Cu析出强化的钢材而言，存在PWHT处理过程中Cu粒子生长得大、强度易降低的问题。此外，近年来，对于船舶、海洋结构物、压力容器、压力水管等钢铁结构物而言，随着其大型化，要求更进一步的高强度化。用于这些钢铁结构物的钢材例如多为板厚35mm以上的厚壁材料，因此，为了确保屈服应力为460MPa级及其以上的强度，较多地含有待添加的合金元素的钢成分体系是有利的。然而，对于以合金元素量多的高强度钢材为对象的焊口、2相区域再加热部的韧性提高而言，尚未进行充分地研究。因此，对于确保PWHT后的钢板特性而言，以往的单纯地添加析出元素难以保持强度和韧性。本专利技术很好地解决了上述问题，其目的在于提供一种厚壁高张力钢及其制造方法，所述厚壁高张力钢适用于海洋结构物、船舶、压力容器、压力水管等钢铁结构物，其屈服应力(YS)为460MPa以上(本专利技术中将满足该YS的情况称为高张力)，多层焊接部的焊接热影响部的低温韧性(CTOD特性)、焊接施工时热处理后的强度及韧性(PWHT特性)优异。解决课题的方法本专利技术人等为了解决上述问题而反复进行了深入研究，获得了以下见解。(a)CTOD特性以钢板总厚度的试验片进行评价，因此成分聚集的中心偏析部成为破坏的起始点。因此，为了提高焊接热影响部的CTOD特性，将容易以钢板的中心偏析的形式聚集的元素控制为适当量来抑制中心偏析部的硬化是有效的。另外，在钢水凝固时成为最终凝固部的钢坯中心，C、Mn、P、Ni及Nb比其它元素的聚集度高，因此，通过以这些元素的添加量作为中心偏析部的硬度指标进行控制来抑制中心偏析部的硬度是有效的。(b)为了使焊接热影响部的韧性提高，有效利用TiN来抑制焊接焊口附近的奥氏体晶粒的粗大化是有效的。特别是如果将Ti/N比控制为适当量，则能够将TiN均匀微细地分散在钢中。(c)将以硫化物的形态控制为目的而添加的Ca化合物(CaS)的结晶用于提高焊接热影响部的韧性是有效的。与氧化物相比，CaS在低温下析出晶体，因此能够均匀地微细分散。因此，通过将Ca的添加量及添加时钢水中的溶解氧量控制在适当范围，即使在CaS晶体析出后也可以确保固溶S，因此MnS在CaS的表面上析出而形成复合硫化物。在该MnS的周围形成Mn的稀薄带，因此进一步促进铁素体相变。(d)通过必须添加用以形成析出物的Nb、以及Ti、Mo，能够在厚钢板的制造阶段使即使采用PWHT(在大约550～650℃下实施2～4小时的范围)进行加热也不会粗大化的Mo、Ti、Nb的复合碳氮化物微细析出。以往，YS大于460MPa级本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种钢板，其具有以下的钢板成分：以质量％计，含有C：0.020～0.090％、Si：0.01～0.35％、Mn：1.40～2.00％、P：0.008％以下、S：0.0035％以下、Al：0.010～0.060％、Ni：0.40～2.00％、Mo：0.05～0.50％、Nb：0.005～0.040％、Ti：0.005～0.025％、N：0.0020～0.0050％、Ca：0.0005～0.0050％及O：0.0035％以下，下述式(1)规定的Ceq为0.420～0.520％的范围，满足下述式(2)、式(3)及式(4)，并且将B抑制在低于0.0003％，余量由Fe及不可避免的杂质构成，所述钢板具有平均粒径为20nm以下的析出物，该析出物含有Ti、Nb及Mo，且Ti量(〔Ti〕)、Nb量(〔Nb〕)和Mo量(〔Mo〕)的含量范围满足〔Nb〕/(〔Ti〕+〔Nb〕+〔Mo〕)≥0.3的关系，Ceq＝[C]+[Mn]/6+([Cu]+[Ni])/15+([Cr]+[Mo]+[V])/5…(1)1.5≤[Ti]/[N]≤4.0…(2)0＜{[Ca]－(0.18+130×[Ca])×[O]}/1.25/[S]＜1.5…(3)5.5[C](4/3)+15[P]+0.90[Mn]+0.12[Ni]+7.9[Nb](1/2)+0.53[Mo]≤3.70…(4)其中，[M]表示钢板中的元素M的含量(质量％)。...
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.12.12 JP 2013-2574011.一种钢板，其具有以下的钢板成分：以质量％计，含有C：0.020～0.090％、Si：0.01～0.35％、Mn：1.40～2.00％、P：0.008％以下、S：0.0035％以下、Al：0.010～0.060％、Ni：0.40～2.00％、Mo：0.05～0.50％、Nb：0.005～0.040％、Ti：0.005～0.025％、N：0.0020～0.0050％、Ca：0.0005～0.0050％及O：0.0035％以下，下述式(1)规定的Ce...
【专利技术属性】
技术研发人员：一宫克行，木津谷茂树，长谷和邦，远藤茂，
申请(专利权)人：杰富意钢铁株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP
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