极低温下的HAZ韧性优异的厚钢板制造技术

本发明专利技术的厚钢板满足规定的化学成分组成，Di值为2.5以上且5.0以下，sol.N参数为20ppm以下，Ni－Ti平衡为0.0024×([Ni]－7.5)2+0.010－[Ti]≥0，此外，进行700℃×5s的加热，以19s从700℃冷却至500℃之后的晶粒直径为4.0μm以下。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及作为LNG(Liquefied Natural Gas：液化天然气)用的储罐等要求有极低温特性的结构材的材料使用的厚钢板，特别是涉及极低温下的HAZ韧性优异的厚钢板。
技术介绍
天然气的主要成分是甲烷，在大气压下以极低温液化，这时体积减少至1/600左右。因此，虽然液体比气体在储藏或运输方面便利，但另一方面，因为需要以极低温保持，所以需要LNG储罐等是极低温特性优异的材料。用于LNG储罐等的厚钢板是铁素体系钢，但该铁素体系钢一般来说若达到低温则变脆，会像陶瓷一样断裂。但是，这一缺点可以通过增加Ni的添加量来克服。另一方面，出于Ni是高价的元素这一理由，所以总是有低Ni化的要求。从以上这些平衡出发，作为LNG储罐等要求在极低温下有优异的韧性的结构材的材料，目前状况是使用9％Ni钢。一般来说，为了使钢的韧性提高，认为有效的是使组织微细化、确保稳定的残留γ、减少MA和粗大夹杂物等的断裂起点、提高基体的韧性。Ni的添加，特别是不会带来弊端，同时使所述任意一种因子都提高。反过可以说，若使钢低Ni化，则难以确保韧性。从这样的实际情况出发，为了消除低Ni化造成的韧性降低这一问题，想办法进行热処理，主要是通过确保残留γ分率，从而确保母材韧性这样的提案，由专利文献1等提出种种。另一方面，在焊接热影响部(HAZ)，由热处理创造的母材组织消失，所以难以确保残留γ。因此，为了一边低Ni化一边确保HAZ韧性，需要组织的微细化、断裂起点的减少、基体的韧性提高的任意方面都力求对应。以往，如非专利文献1和非专利文献2所示，采取的是组织的微细化、或组织微细化和断裂起点的减少一起进行的手法。但是，在这样的现有的手法中，并没有达成低Ni化，同时充分确保极低温下的HAZ韧性。【先行技术文献】【专利文献】【专利文献1】日本国特开2011－241419号公报【非专利文献】【非专利文献1】木村薫等，“关于51/2％Ni钢焊接部的韧性改良(低温用镍钢的开发VI”，铁与钢，日本钢铁协会，1972年，第58号，p.228【非专利文献2】荻原行人等，“LNG储罐用7％Ni－TMCP钢板的开发(第2报)”，焊接构造论文集2011讲演论文集，社团法人焊接学会焊接构造研究委员会，2011年，p.459
技术实现思路
本专利技术正是想解决上述现有的问题而完成的，其课题在于，提供一种在极低温下的HAZ韧性优异的厚钢板，其能够一边将高价的Ni的添加量抑制得尽可能少，一边确保极低温下的HAZ韧性。本专利技术的极低温下的HAZ韧性优异的厚钢板，其特征在于，是以质量％计含有C：0.02～0.10％、Si：0.40％以下(不含0％)、Mn：0.5～2.0％、P：0.007％以下(不含0％)、S：0.007％以下(不含0％)、Al：0.005～0.05％、Ni：5.0～7.5％、Ti：0.025％以下(不含0％)、N：0.010％以下(不含0％)，余量为铁和不可避免的杂质的厚钢板，由([C]/10)0.5×(1+0.7×[Si])×(1+3.33×[Mn])×(1+0.35×[Cu])×(1+0.36×[Ni])×(1+2.16×[Cr])×(1+3×[Mo])×(1+1.75×[V])×(1+200×[B])×(1.7－0.09×6.5)求得的Di值为2.5以上且5.0以下，sol.N参数为20ppm以下，Ni－Ti平衡为0.0024×([Ni]－7.5)2+0.010－[Ti]≥0，此外，进行700℃×5s的加热，以19s从700℃冷却到500℃之后的晶粒直径为4.0μm以下。其中，所述各式中，[]表示质量％，以下的说明书也全部一样。另外，优选以质量％计，还含有Cu：1.0％以下(不含0％)、Cr：1.2％以下(不含0％)、Mo：1.0％以下(不含0％)中的一种或两种以上。另外，优选以质量％计，还含有Nb：0.1％以下(不含0％)、V：0.5％以下(不含0％)、B：0.005％以下(不含0％)、Zr：0.005％以下(不含0％)中的一种或两种以上。另外，优选以质量％计，还含有Ca：0.003％以下(不含0％)、REM：0.005％以下(不含0％)中的一种或两种。根据本专利技术的厚钢板，能够一边将高价的Ni的添加量极力抑制得很低，为5.0～7.5质量％，一边确保LNG用储罐等所需要的极低温下的充分的HAZ韧性。具体实施方式本专利技术者们，为了得到如下在极低温下的HAZ韧性优异的厚钢板，而锐意研究，并实施了基于实验的探讨，该厚钢板一边将用于确保韧性而添加，但出于高价这样的理由而要把添加量抑制在最低限度的Ni的添加量极力抑制得很低，低至5.0～7.5质量％，一边在摆锤冲击吸收试验中，能够满足vE－196≥41J这样的条件。其结果发现，使厚钢板的成分组成为规定的成分组成，并且，由作为淬火性的指标的成分平衡决定的Di值为2.5以上且5.0以下，使sol.N参数为20ppm以下，Ni－Ti平衡为0.0024×([Ni]－7.5)2+0.010－[Ti]≥0，此外，进行700℃×5s的加热，以19s从700℃冷却到500℃的热循环后的晶粒直径为4.0μm以下，便能够实现希望的极低温下优异的HAZ韧性，从而达成本专利技术的完成。还有，使用从本专利技术的厚钢板上提取的数cm的尺寸的摆锤冲击试验片，以－196℃的极低温进行试验，而使用米级的大型的试验片，以－165℃进行试验。另外，实际的LNG用储罐等在－165℃下使用。因此，本专利技术所指的极低温，表示－165℃～－196℃。作为在高Ni钢中使韧性提高的方法，能够列举确保残留γ分率、使组织尺寸微细化、降低低温YS(＝基体的韧性提高)等的方法。在由热循环创造的组织消失的焊接热影响部(HAZ)，认为这些方法之中，采取组织尺寸的微细化和低温YS的降低是有效的方法。另外，关于低温YS的降低，着眼于因科垂耳气氛造成的作为招致YS的上升的原因之一的固溶N的控制，而且，着眼于一般认为会降低基体的低温YS的Ni量。(Di值为2.5以上且5.0以下)在本专利技术中，作为淬火性的指标的Di值，能够根据([C]/10)0.5×(1+0.7×[Si])×(1+3.33×[Mn])×(1+0.35×[Cu])×(1+0.36×[Ni])×(1+2.16×[Cr])×(1+3×[Mo])×(1+1.75×[V])×(1+200×[B])×(1.7－0.09×6.5)这一算式求得。为了得到微细尺寸的组织，规定Di值方便且有效。Di值低于2.5时，组织变得粗大，摆锤冲击吸收试验中的vE－196降低。另一方面，若Di值高于5.0，则硬度上升，这种情况下，摆锤冲击吸收试验中的vE－196也降低。因此，作为淬火性的指标的Di值的适当的范围在2.5以上且5.0以下。(sol.N参数为20ppm以下)为了不增加主要添加元素的添加量，使低温YS降低而提高基体的韧性，有效的是固定粘合于位错并阻碍位错运动的晶格元素。在本专利技术中，其中特别是着眼于固溶N的固定。作为固定固溶N的元素，能够列举Al、B、Nb、Ti等，但因为HAZ有热循环的影响，所以，即使在母材中N被固定，在HAZ，热不稳定的N化合物也会在热循环中再熔化。在HAZ，为了使N固定直至热循环后，有效的是添加会形成热稳定的N化合物的Ti本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种极低温下的HAZ韧性优异的厚钢板，其特征在于，以质量％计含有C：0.02～0.10％、Si：0.40％以下但不含0％、Mn：0.5～2.0％、P：0.007％以下但不含0％、S：0.007％以下但不含0％、Al：0.005～0.05％、Ni：5.0～7.5％、Ti：0.025％以下但不含0％、N：0.010％以下但不含0％，余量是铁和不可避免的杂质，由([C]/10)0.5×(1+0.7×[Si])×(1+3.33×[Mn])×(1+0.35×[Cu])×(1+0.36×[Ni])×(1+2.16×[Cr])×(1+3×[Mo])×(1+1.75×[V])×(1+200×[B])×(1.7－0.09×6.5)求得的Di值为2.5以上且5.0以下，sol.N参数为20ppm以下，Ni－Ti平衡为0.0024×([Ni]－7.5)2+0.010－[Ti]≥0，此外，进行700℃×5s的加热，以19s从700℃冷却到500℃之后的晶粒直径为4.0μm以下，其中，所述各式中，[]表示质量％。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.04.08 JP 2014-0793781.一种极低温下的HAZ韧性优异的厚钢板，其特征在于，以质量％计含有C：0.02～0.10％、Si：0.40％以下但不含0％、Mn：0.5～2.0％、P：0.007％以下但不含0％、S：0.007％以下但不含0％、Al：0.005～0.05％、Ni：5.0～7.5％、Ti：0.025％以下但不含0％、N：0.010％以下但不含0％，余量是铁和不可避免的杂质，由([C]/10)0.5×(1+0.7×[Si])×(1+3.33×[Mn])×(1+0.35×[Cu])×(1+0.36×[Ni])×(1+2.16×[Cr])×(1+3×[Mo])×(1+1.75×[V])×(1+200×[B])×(1.7－0.09×6.5)求得的Di值为2.5以...

【专利技术属性】
技术研发人员：伊庭野朗，名古秀德，
申请(专利权)人：株式会社神户制钢所，
类型：发明
国别省市：日本;JP