低温韧性优良的厚壁高强度热轧钢板及其制造方法技术

技术编号:7142468 阅读:204 留言:0更新日期:2012-04-11 18:40
提供具有TS为521MPa以上的高强度和优良的低温韧性的厚壁高强度热轧钢板。具体而言,加热钢原材,实施包含粗轧和精轧的热轧后,进行以板厚中央位置的平均冷却速度计10℃/秒以上的冷却,直至依赖于合金元素量、冷却速度的特定冷却停止温度以下,然后在依赖于合金元素量的特定卷取温度以下进行卷取。由此,制成具有如下组织且板厚方向的组织均匀性优良的厚壁热轧钢板,所述组织的板厚方向上距钢板表面1mm的位置处与钢板的板厚中央位置处的主相铁素体相的平均结晶粒径的差ΔD为2μm以下、且第二相的组织比例(体积%)的差ΔV为2%以下。由此,低温韧性、特别是作为整个厚度的韧性试验的DWTT特性、CTOD特性显著提高。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及适合作为输送原油、天然气等的管线管使用,并适合作为要求高韧性 的高强度电阻辉钢管(high strength electric resistancewelded steel pipe)或高 强度螺旋钢管(high strength spiral steel pipe)的原材使用的、厚壁高强度热轧钢板 (thick-walled high-strength hot rolledsteel sheet)及其制造方法,特别涉及低温韧 性(low-temperature toughness)的提高。另夕卜,“钢板(steel sheet),,包括钢板(steel plate)及钢带(steelstrip)。而且,这里所说的“高强度热轧钢板”是指,具有拉伸强度 (tensilestrength)TS 为 510MPa 以上的高强度的热轧钢板(hot rolled steel sheet),另 外,“厚壁”钢板是指板厚Ilmm以上的钢板。
技术介绍
近年来,由于石油危机(oil crisis)以来原油的价格高涨、和能量来源(source of energy)的多样化的要求等,北海、加拿大、阿拉斯加等极寒地区(very cold land)的石 油、天然气的采掘及管线管的铺设(pipelineconstruction)正在活跃地进行。另外,正在 积极地对曾被放弃开发的腐蚀性强的含硫气田(sour gas field)等进行开发。而且,在管线管中,为了提高天然气或石油的输送效率,存在以大直径进行高 压操作的倾向。为了承受管线管的高压操作(high-pressureoperation),需要输送管 (transport pipe)(管线管)为厚壁的钢管,因而使用以厚钢板作为原材的UOE钢管。但是, 最近,由于强烈要求进一步降低管线管的施工成本、以及UOE钢管的供给能力不足等,降低 钢管的材料成本的要求也增强,因此作为输送管,开始使用生产率高且更加廉价的、以卷材 形状的热轧钢板(热轧钢带)作为原材的高强度电阻焊钢管或高强度螺旋钢管,来代替以 厚钢板作为原材的UOE钢管。从防止管线管的破裂(bust-up)的观点出发,要求这些高强度钢管保持优良的低 温韧性。为了制造这种兼具高强度和高韧性的钢管,在作为钢管原材的钢板中,可以通过利 用才百变强化(transformationstrengthening)、析出强化(precipitation strengthening) 等的高强度化;和利用了控制轧制(controlled rolling)等的组织的微细化来实现高韧 性化,其中,上述相变强化利用了热轧后的加速冷却(accelerated cooling),上述析出强 化利用了 Nb、V、Ti等合金元素的析出物(precipitate)。另外,在用于含有硫化氢(hydrogen sulfide)的原油或天然气的输送的管线管 中,在高强度、高韧性等特性的基础上,还要求耐氢致开裂性(hydrogen induced cracking resistance)(而才 HIC 性)、而才应力腐蚀开裂性(stress corrosion cracking resistance) 等所谓的耐酸气性(sour gasresidtance)也优良。 对于这种要求,例如,专利文献1中提出了韧性优良的低屈服比高强度热轧钢板 (low yield ratio and high strength hot rolled steel sheet)白勺去,胃 轧后,以5 20°C /s的冷却速度冷却,在超过550°C且700°C以下的温度范围内卷取,组织 由铁素体(ferrite)和/或贝氏体铁素体(bainitic ferrite)构成,并且晶粒内的固溶C量(amount of solidsolution carbon)为 1. O 4. Oppm,其中,上述钢含有 C :0· 005% 小于0. 030%, B 0. 0002 0.0100%、且以满足(Ti+Nb/2)/C :4以上的方式含有选自Ti 0. 20%以下及Nb 0. 25%以下中的1种或2种,而且含有适量的Si、Mn、P、S、Al、N。在专利 文献1所述的技术中,没有发生厚度方向、长度方向上的材质的不均勻,能够得到韧性、焊 接性(weldability)、耐酸气性优良,并具有低屈服比的高强度热轧钢板。但是,在专利文献 1所述的技术中,晶粒内的固溶C量为1. 0 4. Oppm,由于环缝焊接(girth weld)时的热 输入,容易引起晶粒生长,焊接热影响部(welded heat affected zone)变为粗大晶粒,存 在容易引起环缝焊接部的焊接热影响部的韧性降低的问题。另外,专利文献2中提出了耐氢致开裂性优良的高强度钢板的制造方法,其将钢 坯在Ar3+100°C以上结束热轧,空冷1 20秒后,在20秒内从Ar3点以上的温度冷却至 550 650°C,之后在450 500°C下卷取,其中,上述钢坯含有C :0. 01 0. 12%,Si 0. 5% 以下、Mn 0. 5 1. 8%,Ti 0. 010 0. 030%,Nb 0. 01 0. 05%,Ca 0. 0005 0. 0050%, 且满足碳当量0. 40以下、Ca/0 :1. 5 2. 0。通过专利文献2所述的技术,能够制造具有耐 氢致开裂性的API标准的X60 X70等级的管线管用钢板。但是,在专利文献2所述的技 术中,板厚较厚的钢板无法确保所要求的冷却时间,存在为了确保所要求的特性而必须进 一步提高冷却能力的问题。另外,作为厚钢板,专利文献3中提出了耐氢致开裂性优良的高强度管线管用钢 板的制造方法,其将钢加热,再以5°C /秒以上的冷却速度从Ar3相变点以上的温度加速冷 却至400 600°C,之后,立即以0. 5°C /秒以上的升温速度进行再加热,直至钢板表面温度 为600°C以上、板厚中央位置的温度为550 700°C,使再加热结束时的钢板表面与板厚中 央位置的温度差为20°C以上,其中,上述钢含有C 0. 03 0. 06%、Si 0. 01 0. 5%、Mn 0. 8 1. 5%, S 0. 0015% 以下、Al 0. 08% 以下、Ca 0. 001 0. 005%, 0 0. 0030% 以下, 并且以满足特定关系的方式含有Ca、S、0。在专利文献3所述的技术中,可得到金属组织中 的第2相的比例为3%以下,表层与板厚中央位置的硬度差以维氏硬度(Vickershardness) 计为40点以内的钢板,制成耐氢致开裂性优良的厚钢板。但是,在专利文献3所述的技术 中,需要再加热工序,制造工序变得复杂,并且存在需要进一步设置再加热设备等问题。另外,作为厚钢板,专利文献4中提出了内外表面具有粗粒铁素体层 (coarse-grained ferrite layer)的钢材的制造方法,其在热轧钢坯后的冷却过程的 ACl-50°C以下的温度下,以2%以上的累计轧制率(cumulative rolling reduction)进行 轧制,之后,加热至高于Ac1且低于Ac3的温度本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种厚壁高强度热轧钢板,其具有:如下组成,以质量%计,含有C:0.02~0.08%、Si:0.01~0.50%、Mn:0.5~1.8%、P:0.025%以下、S:0.005%以下、Al:0.005~0.10%、Nb:0.01~0.10%、Ti:0.001~0.05%,并且以满足下述(1)式的方式含有C、Ti、Nb,余量由Fe及不可避免的杂质构成;和如下组织,板厚方向上距钢板表面1mm的位置处的主相铁素体相的平均结晶粒径与所述钢板的板厚中央位置处的主相铁素体相的平均结晶粒径的差ΔD为2μm以下,并且板厚方向上距所述钢板表面1mm的位置处的第二相的组织比例与所述钢板的板厚中央位置处的第二相的组织比例的差ΔV为2%以下,其中,平均结晶粒径的单位为μm,组织比例的单位为体积%,(Ti+(Nb/2))/C<4…(1)在此,Ti、Nb、C为各元素的质量%含量。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员:上力
申请(专利权)人:杰富意钢铁株式会社
类型:发明
国别省市:JP

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