[发明专利]钢构件及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及钢构件及其制造方法。详细地说，本发明涉及对于厚钢板实施焊接和焊接后热处理(PWHT)而得到的钢构件，特别是涉及即使该PWHT为高温长时间，板厚中央部的强度和韧性仍优异的钢构件及其制造方法。

背景技术

出于使操作高效率化的目的，以石油精炼为首的化学工业所使用的中、高温压力容器有要求进一步的耐高温高压化的倾向。因此，上述压力容器等的钢构件所使用的钢板被要求厚壁化和高强度化。另外从安全性的观点出发，对于上述钢构件还要求有高水平的韧性。

为了得到这些高强度等，对于上述钢板实施正火、淬火。但是若上述钢板的板厚厚，则正火或淬火时的钢板内部(特别是板厚中央部)的冷却速度小，存在难以得到高强度等这样的问题。另外上述压力容器等的钢构件是在焊接上述钢板后，为了除去应变而实施去应力退火(焊接后热处理，以下称为“PWHT”)而得到的。若上述钢板的板厚厚，则用于除去应变而需要长时间进行PWHT。但是长时间实施PWHT的钢构件存在韧性等降低这样的问题。

为了消除这些问题，历来，考虑将所进行的正火变更成淬火而提高板厚内部的冷却速度。但是在钢板的板厚厚的情况下，以该手段仍不能充分加快冷却速度，不能充分应对高强度化、高韧性化的要求。

另外，作为确保高韧性的方法，可列举提高合金元素量。上述压力容器等的钢构件可使用含有Cr和Mo作为合金元素的Cr-Mo钢。作为上述Cr-Mo钢，例如在使用2.25Cr-1.0Mo钢时，可知在难以确保韧性的厚钢板的板厚中央部也能够得到良好的韧性。但是近年来，资源节约化和降低成本的意向高涨。因此，以使用相比上述2.25Cr-1.0Mo钢而抑制了合金元素量的Cr-Mo钢(例如1.25Cr-0.5Mo钢)为前提，强烈要求实现板厚中央部的强度和韧性优异的钢构件。

针对上述课题，提出了一种抑制合金元素量且适当调整化学成分，从而达成高强度、高韧性的技术。例如在专利文献1和2中，公开有一种以难以确保韧性的1.25Cr-0.5Mo级的成分组成的钢为对象，改善低温韧性的技术。

在专利文献1中公开有一种技术，其通过添加Nb和Ca，以确保淬火性，并且实现抑制SR(Stress Relief，去应力退火)时的特性降低。但是若将该技术适用于以铸锭法的铸造为主的极厚材，则所述Ca形成粗大的夹杂物，有可能对韧性造成不良影响。因此，认为难以稳定确保板厚更大的钢构件的板厚中央部的韧性。

另外，在专利文献2中公开有一种技术，其是在制造工序中，通过在淬火前实施控制轧制，或实施控制轧制+加速冷却，从而使奥氏体粒径微细化，以确保低温韧性。但是在该技术中，如果是制造板厚大于100mm的极厚材，则上述控制轧制使轧制线的生产率显著降低，因此很难说是实用的。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利第2743765号公报

专利文献2：日本特开2000-345281号公报

发明内容

发明所要解决的课题

本发明着眼于上述这样的情况而形成，其目的在于，确立一种钢构件及其制造方法，所述钢构件是使用厚钢板得到的钢构件，在该钢构件的制造工序中，即使焊接后的PWHT为长时间(特别是高温长时间)时，钢材内部(板厚中央部)仍为高强度且高韧性。

用于解决课题的手段

能够解决上述课题的本发明的钢构件具有的特征在于，含有

C：0.12％(表示质量％。关于化学成分以下相同)以上且0.18％以下、

Si：0.50％以上且0.80％以下、

Mn：0.40％以上且0.70％以下、

P：0.015％以下(不含0％)、

S：0.005％以下(不含0％)、

Al：0.040％以上且0.080％以下、

Cu：0.05％以上且0.40％以下、

Ni：0.05％以上且0.40％以下、

Cr：1.25％以上且1.50％以下、

Mo：0.45％以上且0.65％以下、

N：0.0030％以上且0.0060％以下、和

B：0.0003％以上且0.0010％以下，

余量是Fe和不可避免的杂质，

板厚中央部的组织满足全部下述(a)～(d)。

(a)组织是回火贝氏体和回火马氏体的至少一种。

(b)邻接的2个结晶的取向差为15°以上的大角度晶界所包围的晶粒的平均当量圆直径为20μm以下。