低温韧性优异的高强度钢板制造技术

技术编号:19073876 阅读:3 留言:0更新日期:2018-09-29 17:01
该高强度钢板,按质量%计,含有C:0.08%~0.15%、Mn:0.80%~1.60%、Ni:3.00%~4.50%、Cr:0.50%~1.00%、Mo:0.50%~1.00%、Al:0.020%~0.085%、N:0.0020%~0.0070%、B:0.0005%~0.0020%,板厚tmm超过200mm且为300mm以下,所述化学组成中,Ts为380~430,Ceq为0.80~1.05,Ac1为580~647,x为46~90,按面积%计,马氏体和贝氏体的合计量为99%~100%,抗拉强度为780MPa~930MPa,板厚中心部在‑60℃的夏比冲击试验得到的吸收能为69J以上。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】低温韧性优异的高强度钢板
本专利技术涉及低温韧性优异且板厚大的高强度钢板。更详细而言,涉及板厚超过200mm,抗拉强度为780MPa以上,板厚中心部在-60℃的吸收能为69J以上的钢板。该钢板适合用于海洋结构物、压力容器、压力水管(penstock)、船舶用大型吊车等结构物。
技术介绍
在上述结构物中,一般为了保证结构物的安全性,对作为母材使用的钢板要求低温韧性。近年结构物的规模显著变大,在那样的结构物中,倾向使用板厚大且强度高的钢板。上述结构物一般使用780MPa级的高强度钢板。该高强度钢板中,为了得到780MPa以上的抗拉强度,采用直接淬火法之类的淬火形成以贝氏体和/或马氏体之类的低温相变生成物为主体的组织。但是,板厚越增厚,淬火时钢板内部的冷却速度越下降,因此难以形成低温相变组织。因此,向钢中适量添加使淬火性提高的C、Mn、Cr、Mo、V等的合金元素,从而即使冷却速度下降也可得到充分的低温相变生成物。结果,即使将板厚增大到约150mm,也可实现780MPa以上的抗拉强度。但是,在板厚超过200mm的钢板中,相变热对淬火时的实际冷却速度造成的影响显著,因此相变在高温下进行,无法充分得到低温相变生成物。例如,专利文献1中公开了一种高强度钢板,Ceq(碳当量)为0.80以下,C含量、P含量、Mn含量、Ni含量和Mo含量满足预定式,钢板的中心偏析部硬度相对于钢板的某一区域硬度的平均值的比例(HVmax/HVave)、C含量和板厚满足预定式。另外,该专利文献1中,公开了钢板的板厚为60mm~150mm。专利文献2中公开了一种Ceq为CeqM以下,板厚为75mm~200mm的高强度钢板。专利文献3中公开了一种由化学元素的量确定的参数x为26~42,板厚为75~200mm的韧性高的高强度钢板。但是,这3个专利文献中,如果钢板板厚超过200mm,则无法对钢板带来预期的效果。另外,专利文献4中公开了一种C含量为0.005~0.02%,板厚为50~200mm的高强度钢板。另外,专利文献5中公开了一种C含量为0.02~0.05%,板厚为75~200mm的高强度钢板。而且,该专利文献4和专利文献5中,公开了淬火处理时必须使板厚中心部的冷却速度为1.1℃/秒以上的快速冷却的方法。但是,如果钢板的板厚超过200mm,则工业上不可能将板厚中心部的冷却速度增大到1.1℃/秒以上。因此,如果钢板的板厚超过200mm,则专利文献4和专利文献5所公开的方法不可能实现。专利文献6中公开了一种方法,在热轧时的Ar3点~900℃的温度范围将累积压下率提高到50%以上,将用于淬火的加热温度限制在Ac3点~(Ac3点+100℃)的温度范围,以得到微细奥氏体晶粒。另外,该专利文献6中公开了板厚为40~65mm的高强度钢板。但是,钢板的板厚越大,在钢板的板厚方向上的中心轧制的影响越下降。因此,如果钢板的板厚超过100mm,则低温轧制对晶粒细化带来的效果小。因此,即使尝试采用低温轧制将晶粒微细化,如果钢板的板厚超过200mm则无法对钢板带来预期的效果。另外,低温轧制使变形阻力增大,难以填埋钢板内部的空隙。因此,低温轧制不适于制造板厚超过200mm的钢板。专利文献7中公开了一种高强度钢板,Ceq为0.50~0.80,由化学元素的量确定的参数β为8.45~15.2,钢板的板厚中心部的平均晶体粒径为35μm以下,板厚为25~200mm。另外,该专利文献7中公开了一种方法,将900~1150℃的温度范围的累积压下率提高到50%以上,以使平均晶体粒径变为35μm以下。但是,如上所述,钢板的板厚越大,在钢板的板厚方向上的中心,轧制的影响越下降。此外,如专利文献7所公开的那样,如果钢板的板厚超过200mm,则板厚中心部的冷却速度显著下降,发生晶粒的粗大化。因此,专利文献7中,如果钢板板厚超过200mm则无法对钢板带来预期的效果。专利文献8中公开了一种实施2次以上的淬火处理的方法,以通过再结晶得到微细且均匀的奥氏体晶粒。但是,如非专利文献1和非专利文献2所示,在低合金钢中如果加热速度下降则再加热对晶粒细化造成的效果减轻。另外,专利文献8中公开了一种板厚为50mm的高强度钢板。但是,钢板的板厚越厚加热速度越下降。因此,在板厚超过200mm的钢板的制造中,即使实施2次以上的淬火处理,晶粒也基本上不微细化,仅会使制造成本增加。因此,专利文献8所公开的方法中,如果钢板板厚超过200mm则无法对钢板带来预期的效果。另外,已知在微细的残留奥氏体晶粒中使Ni变浓,将残留奥氏体稳定化,来提高钢板韧性的方法。例如,专利文献9和专利文献10中,公开了一种停止脆性断裂(龟裂)传播的特性高的高强度钢板,板厚为150~200mm,残留奥氏体的量为1~10%。另外,这些专利文献中,公开了一种在能够相变为奥氏体的温度范围(比Ac1高的温度范围)将钢板回火,以形成微细的残留奥氏体的方法。但是,当钢板板厚超过200mm的情况下,在钢板的板厚中心部,奥氏体粒径变得粗大、和/或Ni对奥氏体的浓化变得不充分。因此,残留奥氏体的稳定性下降,钢板的板厚中心部的韧性下降。另外,为了提高残留奥氏体的稳定性,需要增加Ni的量,因此成本往往变高。此外,专利文献9中公开了一种方法,将精轧的温度范围限定在700~850℃,将该温度范围的累积压下率限定在25~75%,以得到微细的奥氏体。这样,专利文献9中利用了低温轧制,所以专利文献9的方法不适于制造板厚超过200mm的钢板。如上所述,以往的方法中,如果钢板板厚超过200mm,则无法得到抗拉强度为780MPa以上的低温韧性优异的高强度钢板。现有技术文献专利文献专利文献1:日本国特开2013-91845号公报专利文献2:日本国特开2011-202214号公报专利文献3:日本国专利第2662409号专利文献4:日本国特开2013-104065号公报专利文献5:日本国专利第5552967号专利文献6:日本国特开平6-240353号公报专利文献7:日本国专利第5590271号专利文献8:日本国特开平10-265846号公报专利文献9:日本国专利第3336877号专利文献10:日本国专利第3327065号非专利文献非专利文献1:本间亮介“Ni-Cr-Mo-V钢的Ni对奥氏体晶粒行为带来的影响”铁与钢Vol.58(1972)No.1p.119非专利文献2:松田昭一等“低碳低合金钢的逆相变”铁与钢Vol.60(1974)No.2p.60
技术实现思路
本专利技术是鉴于上述问题完成的,其目的是提供一种板厚超过200mm,低温韧性优异,且强度高的钢板。本专利技术人发现了一种新的化学组成和组织,即使钢板板厚超过200mm,也能够对钢板的板厚中央部赋予高强度和高的低温韧性。另外,本专利技术人发现,这种新的化学组成与以往对厚钢板赋予高强度和高的低温韧性的化学组成不同,对这种具有新的化学组成的钢应用与以往方法不同的新方法是合适的。本专利技术是以这些见解为基础完成的,其主旨如下所述。(1)本专利技术的一方式涉及的钢板,具有以下化学组成,按质量%计,含有C:0.08%~0.15%、Mn:0.80%~1.60%、Ni:3.00%~4.50%、Cr:0.50%~1.00%、Mo:0.50%~1.00%、Al:0.020本文档来自技高网
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【技术保护点】
1.一种钢板,其特征在于,具有以下化学组成,按质量%计,含有:C:0.08%~0.15%,Mn:0.80%~1.60%,Ni:3.00%~4.50%,Cr:0.50%~1.00%,Mo:0.50%~1.00%,Al:0.020%~0.085%,N:0.0020%~0.0070%,B:0.0005%~0.0020%,P:0.000%~0.010%,S:0.000%~0.003%,Si:0.00%~0.30%,Cu:0.00%~0.50%,V:0.000%~0.050%,Nb:0.000%~0.050%,Ti:0.000%~0.020%,Ca:0.0000%~0.0030%,Mg:0.0000%~0.0030%,REM:0.0000%~0.0030%,余量包含Fe和杂质,板厚tmm超过200mm且为300mm以下,所述化学组成中,由下述式1定义的Ts为380~430,由下述式2定义的Ceq为0.80~1.05,由下述式3定义的Ac1为580~647,由下述式4定义的x为46~90,按面积%计,马氏体和贝氏体的合计量为99%~100%,抗拉强度为780MPa~930MPa,板厚中心部在‑60℃的夏比冲击试验得到的吸收能为69J以上,Ts=750‑4240×(t/2)‑1.4×(80×C+10×Mn+7×Ni+13×Cr+13×Mo‑40×Si)…式1Ceq=C+Mn/6+(Cu+Ni)/15+(Cr+Mo+V)/5…式2Ac1=720‑25×C+22×Si‑40×Mn‑30×Ni+20×Cr+25×Mo…式3x=C1/2×(1+0.64×Si)×(1+4.10×Mn)×(1+0.27×Cu)×(1+0.52×Ni)×(1+2.33×Cr)×(1+3.14×Mo)…式4。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种钢板,其特征在于,具有以下化学组成,按质量%计,含有:C:0.08%~0.15%,Mn:0.80%~1.60%,Ni:3.00%~4.50%,Cr:0.50%~1.00%,Mo:0.50%~1.00%,Al:0.020%~0.085%,N:0.0020%~0.0070%,B:0.0005%~0.0020%,P:0.000%~0.010%,S:0.000%~0.003%,Si:0.00%~0.30%,Cu:0.00%~0.50%,V:0.000%~0.050%,Nb:0.000%~0.050%,Ti:0.000%~0.020%,Ca:0.0000%~0.0030%,Mg:0.0000%~0.0030%,REM:0.0000%~0.0030%,余量包含Fe和杂质,板厚tmm超过200mm且为300mm以下,所述化学组成中,由下述式1定义的Ts为380~430,由下述式2定义的Ceq为0.80~1.05,由下述式3定义的Ac1为580~647,由下述式4定义的x为46~90,按面积%计,马氏体和贝氏体的合计量为99%~100%,抗拉强度为780MPa~930MPa,板厚中心部在-60℃的夏比冲击试验得到的吸收能为69J以上,Ts=750-4240×(t/2)-1.4×(80×C+10×Mn+7×Ni+13×Cr+13×Mo-40×Si)…式1Ceq=C+Mn/6+(Cu+Ni)/15+(Cr+Mo+V)/5…式2Ac1=720-25×C+22×Si-40×Mn-30×Ni+20×Cr+25×...

【专利技术属性】
技术研发人员:高峰史寿泽村充川端纪正难波寿明斋藤直树
申请(专利权)人:新日铁住金株式会社
类型:发明
国别省市:日本,JP

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