厚钢板及其制造方法技术

本发明专利技术提供一种即便板厚为100mm以上，板厚中心部的强度和韧性也优异的厚钢板。本发明专利技术是屈服强度为620MPa以上且板厚为100mm以上的厚钢板，其特征在于，具有含有规定量的C、Si、Mn、P、S、Cr、Ni、Al、N、B以及O，剩余部分由Fe和不可避免的杂质构成，并且碳当量CeqIIW为0.65以上的成分组成，具有板厚中心部的原始γ晶粒直径的最大值以当量圆直径计为150μm以下、板厚中心部的马氏体和贝氏体的合计面积率为80％以上的组织。

Thick steel plate and manufacturing method thereof

The invention provides a thick steel plate with excellent strength and toughness even when the thickness of the plate is more than 100mm. The present invention is more than 620MPa and the plate thickness is more than 100mm thick steel yield strength, which is characterized in that the specified amount of C, containing Si, Mn, P, S, Cr, Ni, Al, N, B and O, the remaining part by Fe and unavoidable impurities, and carbon equivalent to CeqIIW consisting of more than 0.65 components, the maximum value of the original austenite grain diameter has a central portion of the sheet thickness on the equivalent circle diameter is 150 m, the thickness of the center of the martensite and bainite rate for more than 80% of the total area of the organization.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及可用于建筑、桥梁、造船、海洋结构物、建筑与工业用机械、罐以及压力管道等钢制结构物的厚钢板及其制造方法。
技术介绍
在建筑、桥梁、造船、海洋结构物、建筑与工业用机械、罐以及压力管道等各领域中使用的钢材，与钢结构物的形状对应地通过焊接精加工成所希望的形状。近年来，钢结构物的大型化显著进展，使用的钢材的高强度化、厚壁化得到显著发展。要制造板厚为100mm以上且板厚中心部的强度和韧性优异的厚钢板的情况下，由于钢板较厚，故而板厚中心部的冷却速度降低，从而容易形成铁素体等较低强度的组织。因此，为了抑制这样的组织的生成，需要添加大量的合金元素。特别是为了提高厚钢板的板厚中心部的强度和韧性，重要的是在淬火时使贝氏体组织或贝氏体与马氏体的混合组织在板厚中心部形成，因此，需要大量添加Mn、Ni、Cr、Mo等合金元素。关于在本专利技术中作为对象的厚钢板，存在非专利文献1和非专利文献2，非专利文献1中记载了板厚210mm的厚钢板，另外，非专利文献2中记载了板厚180mm的厚钢板。现有技术文献非专利文献非专利文献1:新日铁技报,348(1993),10-16非专利文献2:日本钢管技报,107(1985),21-30
技术实现思路
然而，如上所述，为了改善板厚中心部的组织而大量添加Mn、Ni、Cr、Mo等合金元素的情况下，即使出于原始γ晶粒直径的微细化·整粒化的目的而实施热处理，也未必引起作为目的的原始γ晶粒直径的微细化，作为结果，存在在板厚中心部也无法获得充分的韧性的问题。关于产生上述现象的原因，专利技术人等推断是由剪切型逆相变所引起的。即，在钢材的加热时，通常从原始γ晶界开始γ晶粒的成核·生长，与此相伴，发生原始γ晶粒直径的微细化·整粒化，但大量含有合金元素的情况下，存在很难引起这样的γ晶粒的成核·生长，而发生原始γ晶粒本身一下子逆相变为奥氏体的剪切型逆相变的情况。该部分保持γ晶粒粗大的状态。从该状态进行冷却而得到的贝氏体、马氏体成为粗大的组织。然而，上述非专利文献1、2中均未记载解决热处理时的原始γ晶粒直径难以微细化的技术，从稳定制造板厚中心部的强度和韧性优异的厚钢板的观点考虑，仍存在技术上的课题。鉴于上述课题，本专利技术的目的在于提供一种即使板厚为100mm以上，板厚中心部的强度和韧性也优异的厚钢板及其制造方法。本专利技术人等为了解决上述课题，以屈服强度为620MPa以上且板厚为100mm以上的厚钢板作为对象，对在板厚中心部得到优异的强度和韧性的钢板内部的微观组织控制因素进行了深入研究。其结果，得到以下见解。(1)为了在与钢板表面相比冷却速度显著降低的板厚中心部得到良好的强度和韧性，重要的是通过适当选定钢板的成分组成，从而在已经降低的冷却速度下也可将微观组织形成马氏体和/或贝氏体组织。(2)为了在板厚为100mm以上的厚钢板中得到上述组织，需要大量的合金成分，但碳当量为0.65％以上的情况下，在热处理时，特别容易产生原始γ晶粒直径变得难以微细化的现象，很难确保稳定的韧性。(3)对热处理后的原始γ晶粒直径进行微细化，重要的是将热处理前的原始γ晶粒直径、即热轧之后的原始γ晶粒直径微细化，因此，必须选定适当的热轧条件。(4)应予说明，为了改善板厚中心部的韧性，仅减小原始γ晶粒直径的平均值是不充分的，重要的是减小其最大晶粒直径。本专利技术基于上述见解而完成，其主旨构成如下。1.一种屈服强度为620MPa以上且板厚为100mm以上的厚钢板，其特征在于，具有下述的成分组成：以质量％计，含有C：0.08～0.20％、Si：0.40％以下、Mn：0.5～5.0％、P：0.015％以下、S：0.0050％以下、Cr：3.0％以下(其中，包括0％)、Ni：5.0％以下(其中，包括0％)、Al：0.080％以下(其中，包括0％)、N：0.0070％以下、B：0.0030％以下以及O：0.0025％以下，剩余部分由Fe和不可避免的杂质构成，并且，满足以下的(1)的关系，具有板厚中心部的原始γ晶粒直径的最大值以当量圆直径计为150μm以下、板厚中心部的马氏体和贝氏体的合计面积率为80％以上的组织。CeqIIW＝[％C]+[％Mn]/6+([％Cu]+[％Ni])/15+([％Cr]+[％Mo]+[％V])/5≥0.65···(1)其中，[％M]表示上述厚钢板中的元素M的含量(质量％)，在上述厚钢板中不含有该元素时为0。2.根据上述1所述的厚钢板，其中，上述成分组成以质量％计，进一步含有选自Cu：0.50％以下、Mo：1.50％以下、V：0.200％以下以及Ti：0.005～0.020％中的1种或2种以上。3.根据上述1或2所述的厚钢板，其中，上述成分组成以质量％计，进一步含有选自Mg：0.0001～0.002％、Ta：0.01～0.20％、Zr：0.005～0.1％、Y：0.001～0.01％、Ca：0.0005～0.0050％以及REM：0.0005～0.0100％中的1种或2种以上。4.一种厚钢板的制造方法，其特征在于，具有：将具有上述1～3中任一项所述的成分组成的板坯加热至Ac3点～1200℃的工序，其后，将上述板坯以3道次以上进行热轧而得到板厚为100mm以上的钢板的工序，其后，将上述钢板再加热至Ac3点～1050℃的工序，其后，将上述钢板从Ar3点以上的温度骤冷至350℃以下的工序，其后，以450℃～700℃的温度对上述钢板实施回火处理的工序；以3道次或4道次进行上述热轧的情况下，将至少1道次的压下率设为8％以上，至少另1道次的压下率设为15％以上；以5道次以上进行上述热轧的情况下，将最终5道次中的至少3道次的压下率分别设为8％以上，从而得到上述1～3中任一项所述的厚钢板。根据本专利技术，可得到板厚为100mm以上板厚中心部的强度和韧性也优异、故而钢整体的强度和韧性优异的厚钢板。因此，本专利技术大大有助于钢结构物的大型化及安全性的提高，在产业上具有显著效果。具体实施方式首先，对本专利技术的厚钢板的成分组成进行说明。应予说明，各元素的含量全部为质量％。C：0.08～0.20％C是对以低价获得结构用钢所要求的强度有用的元素，因此，C含量设为0.08％以上。另一方面，C含量超过0.20％时，钢板和焊接热影响部的韧性显著劣化，因此，C含量设为0.20％以下。C含量优选为0.08～0.14％。Si：0.40％以下Si是为了脱氧而添加的，但Si含量超过0.40％时，钢板和焊接热影响部的韧性显著劣化，因此，Si含量设为0.40％以下。Si含量优选为0.05～0.30％，更优选为0.10～0.30％。Mn：0.5～5.0％Mn是从确保钢板的强度和韧性的观点考虑而添加的，但是，如果Mn含量小于0.5％，则该效果充分，另一方面，Mn含量超过5.0％时，不仅钢板的韧性劣化，而且助长中心偏析，使板坯的孔隙率大型化。因此，Mn含量设为5.0％以下。Mn含量优选为0.6～2.0％，更优选为0.6～1.6％。P：0.015％以下P含量超过0.015％时，钢板和焊接热影响部的韧性显著劣化，因此，P含量限制在0.015％以下。本专利技术也包括不含有P的情况。S：0.0050％以下S含量超过0.0050％时，钢板和焊接热影响部的韧性显著劣化，因此，S含量限制在0.0050％以下本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种屈服强度为620MPa以上且板厚为100mm以上的厚钢板，其特征在于，具有下述的成分组成：以质量％计，含有C：0.08～0.20％、Si：0.40％以下、Mn：0.5～5.0％、P：0.015％以下、S：0.0050％以下、Cr：3.0％以下且包括0％、Ni：5.0％以下且包括0％、Al：0.080％以下且包括0％、N：0.0070％以下、B：0.0030％以下、以及O：0.0025％以下，剩余部分由Fe和不可避免的杂质构成，并且，具有满足以下的(1)的关系，具有板厚中心部的原始γ晶粒直径的最大值以当量圆直径计为150μm以下、板厚中心部的马氏体和贝氏体的合计面积率为80％以上的组织，CeqIIW＝[％C]+[％Mn]/6+([％Cu]+[％Ni])/15+([％Cr]+[％Mo]+[％V])/5≥0.65···(1)其中，[％M]表示所述厚钢板中的元素M的含量，含量以质量％计，在所述厚钢板中不含有该元素时为0。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.04.24 JP 2014-0906231.一种屈服强度为620MPa以上且板厚为100mm以上的厚钢板，其特征在于，具有下述的成分组成：以质量％计，含有C：0.08～0.20％、Si：0.40％以下、Mn：0.5～5.0％、P：0.015％以下、S：0.0050％以下、Cr：3.0％以下且包括0％、Ni：5.0％以下且包括0％、Al：0.080％以下且包括0％、N：0.0070％以下、B：0.0030％以下、以及O：0.0025％以下，剩余部分由Fe和不可避免的杂质构成，并且，具有满足以下的(1)的关系，具有板厚中心部的原始γ晶粒直径的最大值以当量圆直径计为150μm以下、板厚中心部的马氏体和贝氏体的合计面积率为80％以上的组织，CeqIIW＝[％C]+[％Mn]/6+([％Cu]+[％Ni])/15+([％Cr]+[％Mo]+[％V])/5≥0.65···(1)其中，[％M]表示所述厚钢板中的元素M的含量，含量以质量％计，在所述厚钢板中不含有该元素时为0。2.根据权利要求1所述的厚钢板，其中，所述成分组成以质量％计进一步含有选自Cu：0....

【专利技术属性】
技术研发人员：木津谷茂树，一宫克行，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