[发明专利]厚度中心区域具有优良强度和韧性并且整个厚度上特性改变较小的用于焊接结构的厚钢板及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种厚度中心区域具有优良强度和韧性并且整个厚度上显示较小的特性改变的用于焊接结构的厚钢板，及其制造方法。更具体而言，本发明涉及一种制造高强度厚钢板的方法，所述钢板厚度中心区域具有优良强度和韧性，并且整个厚度方向上显示较小的特性改变，而且具有通过使合金元素的添加最小化而确保的可焊性。

背景技术

常规地，已通过添加大量的合金元素来提高钢的所谓淬透性的这样一种方式制成高强度钢板。在此情况下，经由冷却处理例如调质处理，在钢中形成大量的低温结构例如马氏体或贝氏体，从而使钢的强度提高。

当制造用于船舶、海洋结构物、建筑物等的钢板时，不可避免地要进行焊接过程。在这方面，如果用于焊接结构的钢板含有大量的合金元素，则该焊接过程可导致焊接部分的低温韧性明显受损。

为解决上述问题，日本专利公开文本(昭)62-0170459公开了一种技术，其中通过将钢轧制之后使钢淬火、同时限制钢的碳当量并使用TiN内含物来防止热影响区(HAZ)内的结构粗化，从而确保钢强度。

同样地，日本专利公开文本(平)7-0268540公开了一种技术，其中通过限制元素例如C、Si、Mn等的量、同时控制Ti、Al等的含量以在钢内形成大量Ti-Al基非金属内含物来防止焊接时结构粗化，从而提高钢的韧性。

上述两种技术具有一个共同的特征为，首先通过尽可能地抑制钢中合金元素的含量、并分布大量的非金属内含物——其成为结构的转化沉淀核同时还提供防止结构粗化的钉扎作用(pinning effect)——来提高钢的可焊性，然后，通过钢淬火形成大量低温转化结构来提高钢的强度。换言之，根据上述技术，可依序1)通过限制合金元素的量同时分 布细小内含物确保提高钢的可焊性的条件，和2)通过提高冷却速率确保提高钢强度的条件，来提高钢的强度和可焊性。

但是，难于将这些技术应用于具有50mm或更大厚度的厚钢板。这是因为：随着钢板厚度的增加，钢板表面及内部的冷却速度的差异显著增加，这导致主要在钢的内部、特别是钢板厚度的中心区域形成低温转化软结构，例如多角形铁素体或珠光体，这样，即使在钢的表面形成大量的低温转化结构，钢的整体强度同薄钢板相比也有降低。

为解决上述问题，韩国专利10-0266378公开了一种通过热轧扁钢锭制造贝氏体钢板的方法，所述扁钢锭含有超低碳含量范围内的0.001～0.010重量％的C、0.60重量％或更少的Si、0.20～3.00重量％的Mn、0.005～0.20重量％的Ti、0.01～0.20重量％的Nb、0.0003～0.0050重量％的B、及0.100重量％的Al，所述热轧通过这样一种方式进行：将扁钢锭加热至1,100～1,350℃的温度、将该扁钢锭保持恒温5至300秒或将所述钢板在轧制道次之间在1,100～900℃的温度以1℃/秒的冷却速率进行冷却、并在800℃或更高的温度完成轧制、接着冷却钢板。

在上述方法中，所述钢锭为含有0.010重量％或更少碳的超低碳钢，它具有贝氏体结构，该贝氏体结构不同于常规贝氏体结构，通常被称为超低碳贝氏体(ULCB)。

ULCB结构存在于高强度高韧性钢中，这种钢具有良好的基体韧性并且由于整个厚度方向上较小的硬度改变而具有较小的性能改变。但是，正如可从该文本中公开的实施方案所认识到的，这样一种ULCB结构在t/4点处具有400Mpa的屈服强度。根据该屈服强度，可以推出钢的厚度中心区域的屈服强度约为350Mpa，该屈服强度仍小于390Mpa——本发明的钢的厚度中心区域的目标屈服强度。此外，由于ULCB基钢在焊接部分的韧性降低，因此其安全温度仅为0℃。

为提高ULCB基钢的强度，需以添加大量的Cu、Ni、Cr及Mo中的任一种或它们的组合、或添加大量的Cu、进行热处理等的这样一种方式实行复杂过程。在此情况下，由于添加了大量的合金元素，不仅可能会增加生产成本，而且可显著损害焊接部分的韧性。

发明内容

技术问题

因此，考虑到上述问题而作出本发明，本发明的一个目的是提供一种具有50mm或更大厚度的用于低合金焊接结构的厚钢板，所述钢板在其厚度中心区域具有530MPa或更高的拉伸强度、390MPa或更大的屈服强度、-50℃或更低的延性-脆性转变温度，及整个厚度方向上50Hv或更小的硬度改变。

技术方案