[发明专利]耐延迟断裂特性优良的高张力钢材及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及耐延迟断裂特性(delayed fracture resistance)优良的高 张力钢材(high tensile strength steels)及其制造方法，并涉及拉伸强度 (tensile strength)600MPa以上、特别是拉伸强度900MPa以上时耐延迟 断裂特性优良的高张力钢材。

背景技术

近年来，建筑工业机械(例如起重机(crane)的动臂(move)或起重机 的底盘(chassis))、罐(tank)、压力水管(penstock)、管道(pipeline)等使用 钢材的领域中，以构造物(structure)的大型化为背景，在指向所用钢材 的高强度化的同时，钢材的使用环境(use enviroment)的苛酷化不断进 展。

但是，已知这种钢材的高强度化和钢材的使用环境的苛酷化通常 会提高钢材的延迟断裂敏感性，例如在高强度螺栓(high tensile bolt)领 域中对于JIS(Japanese Industrial Standards)B 1186规定的F 11T级螺栓 (拉伸强度1100～1300N/mm²)，有尽量不使用的记载等，限定使用高强 度钢材。

因此，日本特开平3-243745号公报、日本特开2003-73737号公报、 日本特开2003-239041号公报、日本特开2003-253376号公报及日本特 开2003-321743号公报等中，提出了利用成分适当化、晶界强化、晶粒 微细化、氢陷阱(hydrogen trap site)的使用、组织形态控制、碳化物微 细分散化等各种技术的耐延迟断裂特性优良的钢材的制造方法。

但是，即使利用上述日本特开平3-243745号公报、日本特开 2003-73737号公报、日本特开2003-239041号公报、日本特开 2003-253376号公报及日本特开2003-321743号公报等中记载的方法， 当强度级别高时，也难以得到在苛酷的腐蚀环境下使用时所要求级别 的耐延迟断裂特性，特别是在拉伸强度900MPa以上的高级别下，要求 耐延迟断裂特性更优良的高张力钢材及其制造方法。

本发明是鉴于上述情况而完成的，其目的在于提供拉伸强度为 600MPa以上、特别是900MPa以上时，耐延迟断裂特性比现有的钢材 优良的高张力钢材及其制造方法。

发明内容

室温下不能在钢中扩散的所谓的扩散性氢(diffusible hydrogen)蓄 积在应力集中部(stress concentration zone)，当其量达到材料的极限值 (threshold limit value)时，发生延迟断裂，该极限值取决于材料强度和 组织等。

高强度钢的延迟断裂通常以MnS等非金属夹杂物(non-metallic inclusion)等为起点，多沿原奥氏体晶界(prior austenite grain boundaries) 等发生断裂。

因此，作为提高耐延迟断裂特性的一个方针，可以列举减少MnS 等非金属夹杂物量或提高原奥氏体晶界强度的方法。

本发明人鉴于上述观点，为提高钢材的耐延迟断裂特性反复进行 了深入研究，结果发现，通过降低特别是杂质元素(impurity elements)P 和S的含量及引入由未再结晶区(non-recrystallization region)内的轧制 加工所产生的晶粒的拉长(extension)及变形带(deformation band)，可降 低非金属夹杂物MnS的生成量，并且进一步通过降低偏析到原奥氏体 晶界上的杂质元素P对晶界的覆盖密度(covering density)，或者降低析 出到板条(lath)界面的渗碳体(cementite)量，可抑制原奥氏体晶界的强度 降低，从而能够得到具有比现有材料优良的耐延迟断裂特性的高张力 钢材。

本发明基于以上见解，进一步进行研究而完成，即，本发明为：