厚钢板和焊接接头制造技术

本发明专利技术其目的在于，提供一种抗硫性优异的厚钢板。本发明专利技术的厚钢板中，含有C：0.01～0.12％、Si：0.02～0.50％、Mn：0.6～2.0％、P：高于0％并在0.030％以下、S：高于0％并在0.004％以下、Al：0.010～0.080％、Cr：0.10～1.50％、Nb：0.002～0.050％、REM：0.0002～0.05％、Zr：0.0003～0.01％、Ca：0.0003～0.006％、N：高于0％并在0.010％以下、O：高于0％并在0.0040％以下，余量为铁和不可避免的杂质，钢中所含有的宽1μm以上的夹杂物的组成中，满足杂物中的Zr量为1～40％、REM量为5～50％、Al量为3～30％、Ca量为5～60％。

Thick steel plate and welded joint

The aim of the invention is to provide a thick steel plate with excellent sulfur resistance. Thick steel plate of the invention, containing C:0.01 ~ 0.12%, Si:0.02 ~ 0.50%, Mn:0.6 ~ 2%, P above 0% and below 0.030% S, higher than 0% and below 0.004%, Al:0.010 ~ 0.080%, Cr:0.10 ~ 1.50%, Nb:0.002 ~ 0.050%, REM:0.0002 ~ 0.05%, Zr:0.0003 ~ 0.01%, Ca: ~ 0.006%, N 0.0003: above 0% and below 0.010%, O above 0% and below 0.0040%, balance of iron and unavoidable impurities, which are contained in the steel width more than 1 m in the amount of Zr inclusions, meet the debris is 1 ~ 40%, REM was 5 ~ 50%, 3 ~ Al 30%, Ca was 5 ~ 60%.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】厚钢板和焊接接头
本专利技术涉及厚钢板和焊接接头，更详细地说，是涉及管线管用、海洋结构物用等作为能源用结构材料的原材钢板所适合的厚钢板及使用该厚钢板的焊接接头。
技术介绍
近年来，伴随世界性的能源需要的增加，包括可再生能源在内的各种各样的能源的开发、实用化正在进展。另一方面，作为化石燃料的石油、天然气、煤碳占据着能源资源的大部分，如果安全、高效地生产、输送和贮存该化石能源，在能源确保上也是重要的问题，特别是所述化石能源的生产、输送等时，高供能的能源用钢材必不可少。该能源用钢材，一旦没有承担起其功能而发生事故时，危害甚大，因此要求很高的安全性。能源用钢材之一有管线管用钢，其用于石油·天然气的输送，在同一钢中，不仅要求作为结构材料的强度、韧性这样的特性，而且还要求对于在管内通过的石油·天然气的耐受性。近年来，石油·天然气的油井·气井中，产出的油、气的品质劣化，H2S大量混入，除了至今为止的规格以外，还强烈要求抗氢致裂纹性，即抗HIC性所代表的抗硫性。另外，在管线管用钢中，从输送和施工时的成本削减的观点出发，要求管的薄壁化。为此，需要使钢材的强度提高，但钢材强度的提高兼有使抗氢致裂纹性恶化这样的缺点。特别是受到将厚钢板加工成管时的缝焊，即线焊，和将管彼此接合时的环缝焊接这2个热过程的T形交叉焊接部，因为受到急热、急冷的复杂的热过程，所以在焊接热影响部：HAZ，强度、也就是硬度上升，被称为硫化物应力腐蚀开裂的裂纹容易发生。以下，对于硫化物应力腐蚀开裂，也记述为SSCC：sulfidestresscorrosioncracking。因此，为了实现高强度管线管钢，T形交叉焊接部的抗SSCC性也是课题之一。以达成母材的抗HIC性、或者T交叉焊接部的抗SSCC性为目的的现有技术中，有专利文献1所述的技术等。在专利文献1中记述的技术是，通过减少被认为是抗HIC性差的条块状的贝氏体组织，并使均匀的上部贝氏体或针状铁素体组织发达，从而一边确保母材的抗HIC性，一边实现API规格的X70级高强度厚钢板。另一方面，在专利文献2中记述的技术是，利用微细Nb、V碳氮化物带来的析出强化，能够达成抗拉强度56kgf/mm2以上的高强度。但是，该文献中没有关于母材的抗HIC性的记述，另外，关于抗SSCC性，也只是仅考虑了线焊的HAZ。而且，实施例所述的试验条件，并非是硫环境这种十分严酷的条件，即，在模拟大量含有H2S的环境的溶液中使浸渍时间为21天。另外，在专利文献3中记述有这样一种成分系，其抑制被认为会使T交叉焊接部的抗SSCC性劣化的硬度上升。但是，该文献所述的技术中未评价抗SSCC性本身，另外，关于母材的抗HIC性也没有记载。【现有技术文献】【专利文献】【专利文献1】日本国特开昭61－165207号公报【专利文献2】日本国特开平1－96329号公报【专利文献3】日本国特开2005－186162号公报
技术实现思路
本专利技术想要解决上述现有的问题而做，其目的在于，提供一种抗硫性、特别是抗HIC性优异的厚钢板。另外，本专利技术的另一目的在于，提供一种能够实现T形交叉焊接部的抗SSCC性优异的焊接接头的厚钢板，及T形交叉焊接部的抗SSCC性优异的焊接接头。本专利技术的厚钢板，其特征在于，是以质量％计含有C：0.01～0.12％、Si：0.02～0.50％、Mn：0.6～2.0％、P：高于0％并在0.030％以下、S：高于0％并在0.004％以下、Al：0.010～0.080％、Cr：0.10～1.50％、Nb：0.002～0.050％、REM：0.0002～0.05％、Zr：0.0003～0.01％、Ca：0.0003～0.006％、N：高于0％并在0.010％以下、O：高于0％并在0.0040％以下，余量为铁和不可避免的杂质的厚钢板，在钢中含有的宽1μm以上的夹杂物的组成中，满足夹杂物中的Zr量为1～40％，REM量为5～50％，Al量为3～30％，Ca量为5～60％。另外，本专利技术的厚钢板中，优选所述夹杂物中的S量高于0％并在20％以下。另外，本专利技术的厚钢板中，优选[Cr]/[Nb]为10以上。其中，所述式中，[]表示质量％。另外，本专利技术的厚钢板中，优选以质量％计，还含有Mg：高于0％并在0.005％以下、Ti：0.003～0.030％、Ni：0.01～1.50％、Cu：0.01～1.50％、Mo：0.01～1.50％、V：0.003～0.08％、及B：0.0002～0.0032％中的一种或两种以上，[Cr]+[Mo]+[Ni]+[Cu]为2.1以下。其中，所述式中，[]表示质量％。另外，本专利技术的厚钢板中，优选以质量％计，含有Ni：0.01～1.50％，0.25×[Cr]+[Ni]为0.10～1.50。其中，所述式中，[]表示质量％。另外，本专利技术的焊接接头，其特征在于，含有上述任意一个本专利技术的厚钢板和环行焊缝金属。本专利技术的焊接接头中，优选由下式求得的、所述厚钢板与所述环行焊缝金属的浸渍电位差ΔE为25mV以下。ΔE＝环行焊缝金属的1小时后的浸渍电位(mV)－厚钢板的1小时后的浸渍电位(mV)本专利技术公开的专利技术之中，如果简单说明所取得的代表性的效果，则如下。根据本专利技术的一个实施方式，能够提供抗硫性优异的厚钢板。另外，使用本专利技术的厚钢板，能够提供T形交叉焊接部的抗SSCC性优异的焊接接头。具体实施方式本专利技术者们为了达成所述本专利技术的课题，除了在发挥厚钢板的特性上作为基本的钢的成分组成以外，还从钢中的夹杂物控制的观点出发，锐意研究，反复探讨。其结果发现，通过将宽1μm以上的粗大的夹杂物保持为特定的成分组成，能够得到抗硫性优异的厚钢板，从而完成了本专利技术。在此，所谓本专利技术中的夹杂物，意思是在钢液中和凝固时产生的粗大的析出粒，具体来说，意思是钢中的合金成分的氧化物、碳化物、硫化物、氮化物等形成的粒子。首先，基于母材的抗HIC性的观点进行研究时推定，在硫环境中，钢中侵入氢时，MnS等的粗大并比钢的热膨胀率大的夹杂物会在其周围形成粗大的孔洞，因此侵入的氢集中积压在该孔洞中，在其气化的压力下，钢中有裂纹，即氢致裂纹发生、进展。因此确认，通过将该氢致裂纹成因的1μm以上的粗大的夹杂物，从比钢的热膨胀率大的夹杂物，转换成比钢的热膨胀率小的夹杂物而加以构建，则能够提高、确保钢的抗HIC性。还有，作为热膨胀率比钢小的夹杂物，具体来说有效的是Zr、Al、REM的氧化物等。另一方面，基于T形交叉焊接部的抗SSCC性的观点研究时，可知在T形交叉焊接部，若硬度从焊接金属的邻域至母材发生急剧变化，则抗SSCC性降低。这被认为是由于，硬度变化导致该部位发生剧烈的应力集中。从该焊接金属的邻域到母材的剧烈的硬度变化，被认为是由于在焊接金属的邻域有硬质的马氏体生成，相对于此，从焊接金属向母材侧离开一定程度的部位，则生成软质的铁素体。为了抑制该剧烈的硬度变化，从软质铁素体的减少、硬质马氏体的减少这两方面进行研究。其结果确认，关于软质铁素体的减少，通过在厚钢板中添加合金元素，使淬火性提高，便能够抑制铁素体生成。另外，关于硬质马氏体的减少，通过使作为相变的起点的夹杂物大量分散，促进晶内贝氏体相变，并且使[Cr]/[Nb]为10以上，减少使晶界的核生成驱动力上升的Nb向晶界的偏析，促进贝氏体从本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种厚钢板，其特征在于：以质量％计含有C：0.01～0.12％、Si：0.02～0.50％、Mn：0.6～2.0％、P：高于0％并在0.030％以下、S：高于0％并在0.004％以下、Al：0.010～0.080％、Cr：0.10～1.50％、Nb：0.002～0.050％、REM：0.0002～0.05％、Zr：0.0003～0.01％、Ca：0.0003～0.006％、N：高于0％并在0.010％以下、O：高于0％并在0.0040％以下，余量为铁和不可避免的杂质，钢中所含有的宽1μm以上的夹杂物的组成中，满足杂物中的Zr量为1～40％、REM量为5～50％、Al量为3～30％、Ca量为5～60％。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.05.22 JP 2015-104617;2016.03.28 JP 2016-064061.一种厚钢板，其特征在于：以质量％计含有C：0.01～0.12％、Si：0.02～0.50％、Mn：0.6～2.0％、P：高于0％并在0.030％以下、S：高于0％并在0.004％以下、Al：0.010～0.080％、Cr：0.10～1.50％、Nb：0.002～0.050％、REM：0.0002～0.05％、Zr：0.0003～0.01％、Ca：0.0003～0.006％、N：高于0％并在0.010％以下、O：高于0％并在0.0040％以下，余量为铁和不可避免的杂质，钢中所含有的宽1μm以上的夹杂物的组成中，满足杂物中的Zr量为1～40％、REM量为5～50％、Al量为3～30％、Ca量为5～60％。2.根据权利要求1所述的厚钢板，其中，所述夹杂物中的S量高于0％并在20％以下。3.根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员：河盛诚，汤濑文雄，名古秀德，冈崎喜臣，伊庭野朗，衣笠润一郎，
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