焊接热影响部和母材的低温韧性优异的低屈强比高张力钢板及其制造方法技术

技术编号:1788099 阅读:237 留言:0更新日期:2012-04-11 18:40
一种钢板,其特征在于,以质量%计含有C:0.05~0.09%、Si:0.05~0.25%、Mn:1.2~1.6%、P:0.01%以下、S:0.003%以下、Al:0.02~0.04%、B:0.0006~0.0020%、N:0.0030~0.0080%、Ti:0.005~0.025%,    并且,在t/4位置的显微组织中,由相对于全部组织的分率为60~85面积%的铁素体、分率为5%以下且含0%的岛状马氏体、以及余量为贝氏体组织的混合组织构成,其中,t为板厚,    并且,所述铁素体的平均晶粒直径为14μm以下,并且第二相的维氏硬度Hv为265~400。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及焊接热影响部和母材的低温韧性优异的低屈强比高张力 钢板,所涉及的焊接热影响部和母材的低温韧性优异的低屈强比高张力钢 板,能够适合被用于曝露在低温下的用途中的场合,例如作为混载液化氨 和液化丙烷气的多功能容器用。还有,本专利技术没有限定上述高张力钢板的 焊接方法,能够适用于潜弧焊、气电焊等,但以下,是以实施被认为是焊 接影响部的韧性确保特别困难的高热能输入的单面潜弧焊的情况为例进 行说明。
技术介绍
近年来,为了以短时间制造海洋结构物和贮藏LPG等液化气的低温 用储罐等,会广泛采用例如热能达到50 200kJ/cm的高热能的单面潜弧 焊施工。但是,该焊接能够实现施工的高效率化的对立面是,难以稳定确 保由焊接形成的焊接热影响部(以下显示为"HAZ")的韧性,从而多必 须应用低热能输入的多层焊接而进行制造。因此,在上述低温用容器等的 制造中就要求有一种钢板,即使采用可以高效率施工的上述高热能输入焊 接法,且即使是在一60'C左右的低温下,其HAZ的韧性(低温韧性)也 优异。另一方面,在用于液化氨用储罐的钢板中,为了防止应力腐蚀裂纹 (SCC)而要求其具有440MPa以下的低屈服强度YS,以及为了降低钢材 总重量,则要求其具有510MPa以下的抗拉强度TS。在混载液化氨和液化 丙烷气的储罐的情况下,作为所使用的钢板(母材)的特性就要求其低温 韧性也优异。液化氨已知会引起钢材的应力腐蚀裂纹(SCC),作钢板的 特性规定为将屈服强度YS抑制在440MPa以下(IGC CODE 17.13(International Code for the Construction and Equipment of Ships Carrying Liquefied Gases in Bulk) 2002年版)。然而,在作为混载上述液化氨和液化丙烷气的多功能用途时,当然需 要使两者所要求的特性都得到满足,另外随着船舶等的海洋结构物的大 型化,船舶等所搭载的容器的大容量化也在推进,由此带来对钢板的高张 力化的要求,随着屈服强度YS的上限规定而同时达成低屈强比化(屈强 比YR-YS/TS)成为重大的课题。至今为止,也提出有用于改善上述HAZ的低温韧性的各种方法。例 如在特公昭55—026164号公报、专利第2950076号公报中,提出一种利 用TiN、 Al氧化物等的钉扎粒子来抑制奥氏体晶粒的粗大化,从而改善 HAZ韧性的方法。另外,在特公平07—068577号公报、特公平05 — 017300 号公报中,公开有一种通过使奥氏体晶内大量存在铁素体相变核,从而实 现晶粒微细化的技术。具体来说,就是通过将TiN、 MnSBN、 Ti氧化物等 作为铁素体相变核加以利用,从而达成晶粒的微细化,实现HAZ的低温 韧性的改善。但是在上述任何一种方法中,在进行高热能的单面潜弧焊时,由于 TiN等的析出物都会发生相当地固溶,难以抑制其后的晶粒粗大化特,因 此,为了在一6(TC左右的低温下确保优异的HAZ的韧性(以下称为"HAZ 的低温韧性"或仅称为"HAZ韧性"),就需要进一步的改善。另外,在至今为止提出的HAZ韧性改善技术中,实际情况是,作为 混载液化氨和液化丙垸气的多功能用储罐所要求的低屈强比(例如75%以 下),对其并未进行研究。可是,为了实现钢板的低屈强比, 一般已知有效的是钢组织的二相化 (Dual phase化),即支配屈服强度的软质相(通常是铁素体)和用于确保 抗拉强度的硬质相(珠光体、贝氏体、马氏体等)的混合组织化。作为这 种技术,例如在专利第3371744号公报中公开有一种技术,通过对控制轧 制进行空冷至铁素体和奥氏体的二相域温度,成为铁素体+贝氏体或铁素 体+贝氏体+马氏体的混合组织,由此实现低屈强比。在该技术中存在的问题是,化学成分上C含量越多,硬质相越硬化, 低屈强比化越容易,而另一方面则对焊接性和低温韧性不利,低温韧性和低屈强比有不相容的特性,有使之并立极其困难的状况。如现有的建筑用 途中所应用的钢板,虽然用韧性水平比较低,对低屈强比有利的高C钢也没有什么问题,但是对于这种要求HAZ韧性和母材的低温韧性的钢材来说则不能适用。另外,关于用于使钢板(母材)的低温韧性和低屈强比并立的技术,至今为止提出了几个。例如在特开2002 — 3983号公报中提出,积极地使 作为硬质相的岛状马氏体(MA: Martensite—Austenite constituent)生成,并通过规定其形态(长宽比)和尺寸,从而以断裂转变温度(vtrs)计将 低温韧性改善至—8(TC左右。然而,使硬质的MA生成会成为破坏的起点 和传播的原因,因此在既可维持作为钢材需要的特性又改善低温韧性上存 在局限。
技术实现思路
本专利技术鉴于这样的情况而做,其目的在于,提供一种即使以高热能输 入进行焊接时,HAZ的低温韧性也优异,并且母材(钢板)的低温韧性也 优异的低屈强比高张力钢板。能够达成上述目的的本专利技术的高张力钢板,分别含有C: 0.05 0.09% ("质量%"的意思,涉及化学成分以下相同)、Si: 0.05 0.25%、 Mn: 1.2 1.6%、 P: 0.01%以下、S: 0.003%以下、Al: 0.02 0.04%、 B: 0細6 0.0020%、 N: 0扁0 0駕0%、 Ti: 0.005 0.025%,且在t/4 (t:板厚) 位置的显微组织中,全部组织中所占的铁素体分率为60 85面积%,岛状 马氏体分率为5%以下,余量由贝氏体组织的混合组织构成,所述铁素体 的平均晶粒直径为14pm以下,并且第二相的维氏硬度Hv为265 400。在本专利技术的高张力钢板中,化学成分组成优选满足下述式(1)。—20《(B—NT/1.3)《10 …(1){式中,B表示B含量(质量ppm)。另外,NT表示N (N含量,单位质量ppm)与Ti (Ti含量,单位 质量ppm)的关系,(N—Ti/3.4) >0时,NT= (N—Ti/3.4), (N—Ti/3,4) <0时,NT=0}在本专利技术的高张力钢板中,优选根据需要再含有如下等元素(a)Cll:0.05 0.4o/o、 Ni: 0.05 0.4%、 Cr: 0.05 0.4%、 Mo: 0.05 0.40/0和V: 0.005 0.02%之中的至少1种;(b)Nb: 0,005 0.025%; (c)Ca: 0.0010 0.003°/。,根据含有的成分其特性得到改善。当制造上述这种低屈强比高张力钢板时,进行热轧后,从超过钢板的 (Ar3相变点一40°C)的温度,以1(TC/秒以上的平均冷却速度冷却至(Ar3 相变点一4(TC)以下的温度,在该温度一下子中断冷却并进行30 150秒 的空冷,接着从t/4 (t:板厚)位置的温度为(Ai"3相变点一80°C) (Ar3 相变点一190。C)的温度范围,以10'C/秒以上的平均冷却速度冷却至超过 350°C、 55(TC以下的温度范围即可。根据本专利技术,钢板(母材)的屈服强度YS为440MPa以下,抗拉强 度TS为510MPa以上,且钢板(母材)的低温韧性优异,此外即使对钢 板实施高热能输入的焊接时,HAZ在一60。C也显示出优异的韧性,因此,本文档来自技高网
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【技术保护点】
一种钢板,其特征在于,以质量%计含有C:0.05~0.09%、Si:0.05~0.25%、Mn:1.2~1.6%、P:0.01%以下、S:0.003%以下、Al:0.02~0.04%、B:0.0006~0.0020%、N:0.0030~0.0080%、Ti:0.005~0.025%,并且,在t/4位置的显微组织中,由相对于全部组织的分率为60~85面积%的铁素体、分率为5%以下且含0%的岛状马氏体、以及余量为贝氏体组织的混合组织构成,其中,t为板厚,并且,所述铁素体的平均晶粒直径为14μm以下,并且第二相的维氏硬度Hv为265~400。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员:高桥祐二
申请(专利权)人:株式会社神户制钢所
类型:发明
国别省市:JP

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