[发明专利]高强度和高韧性钢板及其制造方法

说明书

提供一种拉伸强度、却贝冲击吸收能量、塑性断口率为特定值以上的高强度和高韧性钢板。以质量％计，具有C：0.03～0.08％、Si：0.01～0.50％、Mn：1.5～2.5％、P：0.001～0.010％、S：0.0030％以下、Al：0.01～0.08％、Nb：0.010～0.080％、Ti：0.005～0.025％、N：0.001～0.006％，进而具有选自Cu：0.01～1.00％、Ni：0.01～1.00％、Cr：0.01～1.00％、Mo：0.01～1.00％、V：0.01～0.10％、B：0.0005～0.0030％中的1种以上，剩余部分由Fe和不可避免的杂质构成，在板厚1/2位置处，岛状马氏体的面积率小于3％，贝氏体的面积率为90％以上，贝氏体中的渗碳体的平均粒径为0.5μm以下。

技术领域

本发明涉及高强度和高韧性钢板及其制造方法，特别是涉及具有高强度、高却贝冲击吸收能量和优异的DWTT性能的适合于管道用钢管用原材料的高强度和高韧性钢板及其制造方法。

背景技术

对于作为天然气、原油等的输送用所使用的管道来说，为了提高基于高压化的输送效率、提高基于薄壁化的现场焊接施工效率，高强度化的要求变得非常高。特别是，对于输送高压气体的管道(下文中也记为高压气体管道)来说，不仅需要作为通常的结构用钢所要求的强度、韧性等材料特性，还需要与气体管道特有的耐断裂性相关的材料特性。

通常的结构用钢中的断裂韧性值表示对于脆性断裂的抵抗特性，作为为了在使用环境下不发生脆性断裂而设计的指标来使用。另一方面，对于高压气体管道来说，仅通过抑制脆性断裂来针对避免大规模的断裂并不充分，进一步还需要抑制被称为不稳定韧性断裂的韧性断裂。

该不稳定韧性断裂是在高压气体管道中韧性断裂沿着管轴方向以100m/s以上的速度传播的现象，由此可能产生达到几km的大规模断裂。因此，过去的由实际管气体破裂试验结果求出的为了抑制不稳定韧性断裂所需要的却贝冲击吸收能量值和DWTT(DropWeight Tear Test，落锤撕裂试验)试验值受到规定，要求高的却贝冲击吸收能量及优异的DWTT特性。需要说明的是，此处所说的DWTT试验值是指塑性断口率(延性破面率)达到85％的断口转变临界温度。

针对这样的要求，专利文献1中提出了一种钢管原材料用厚钢板及其制造方法，其在抑制了轧制终止后的空气冷却过程中的铁素体生成的成分体系中，使700℃以下的累积压下量为30％以上，从而形成织构发达的贝氏体主体的组织，同时，通过使在旧奥氏体晶粒边界存在的铁素体的面积率为5％以下，从而具有高的却贝冲击吸收能量和优异的DWTT特性。

专利文献2中提出了一种具有高却贝冲击吸收能量和优异的DWTT特性的板厚为20mm以上的高强度和高韧性钢管原材料的制造方法，其特征在于，在将碳当量(Ceq)控制为0.36～0.60的成分体系中，在未再结晶温度区域进行累积压下率为40％以上的轧制的一次轧制后，加热至再结晶温度以上，之后冷却至Ar₃相变点以下Ar₃相变点-50℃以上的温度，之后在2相温度区域实施累积压下率为15％以上的二次轧制，由Ar₁相变点以上的温度加速冷却至600℃以下。

专利文献3中提出了一种具有高却贝冲击吸收能量和优异的DWTT特性的高张力管道用钢板的制造方法，其特征在于，对于以质量％计含有C：0.04～0.12％、Mn：1.80～2.50％、Cu：0.01～0.8％、Ni：0.1～1.0％、Cr：0.01～0.8％、Mo：0.01～0.8％、Nb：0.01～0.08％、V：0.01～0.10％、Ti：0.005～0.025％、B：0.0005～0.0030％的钢，在奥氏体未再结晶区域进行累积压下率为50％以上的热轧，之后，由Ar₃相变点以上的温度区域，以马氏体生成临界冷却速度以上冷却至Ms点以下300℃以上的温度区域后，进行在线加热，所得到的微观组织是以体积率计90％以上的回火马氏体和下贝氏体的混合组织。