[发明专利]具有优异的低温韧性和抗氢致开裂性的厚钢板及其制造方法

说明书

本发明涉及具有优异的低温韧性和抗氢致开裂性的厚钢板及其制造方法。所述厚钢板包含：0.02重量％至0.08重量％的C、0.1重量％至0.5重量％的Si、0.8重量％至2.0重量％的Mn、0.03重量％或更少的P、0.003重量％或更少的S、0.06重量％或更少的Al、0.01重量％或更少的N、0.005重量％至0.1重量％的Nb、0.005重量％至0.05重量％的Ti、0.0005重量％至0.005重量％的Ca、0.005％至0.3％的Cu、和0.005％至0.5％的Ni中的一种或更多种；以及0.05重量％至0.5重量％的Cr、0.02重量％至0.4重量％的Mo和0.005重量％至0.1重量％的V中的一种或更多种；余量为Fe和其他不可避免的杂质，其中如由以下关系表达式1限定的碳当量(Ceq)值满足0.45或更小：[关系表达式1]碳当量(Ceq)＝C+Mn/6+(Cr+Mo+V)/5+(Cu+Ni)/15(其中C、Mn、Cr、Mo、V、Cu和Ni表示各元素按重量％计的含量)，其中Ca/S重量比满足0.5至5.0的范围，并且包含回火贝氏体(包括回火针状铁素体)或回火马氏体作为基体组织，以及其中基于厚度方向的中心基于Ti的、基于Nb的、或Ti‑Nb复合碳氮化物的最长边的长度(其中其上部分和下部分为5mm或更小)为10μm或更小。

技术领域

本公开内容涉及用于线管、工艺管等的厚钢板及其制造方法，以及更具体地涉及具有优异的低温韧性和抗氢致开裂性的厚钢板及其制造方法。

背景技术

用于确保API标准的氢致开裂(HIC)的厚钢板用于线管、工艺管等，并且钢材所需的物理特性根据待贮存在容器中的材料和使用环境来确定。此外，当其应用于炼油设备的工艺管时，其主要在高温下使用，因此在高温下应用物理特性变化不大的热处理类型管。

因此，在通过钢材处理的材料处于低温或者在寒冷地区使用的情况下，通常需要低温韧性。近来，由于能源工业已进一步发展，因此更需要炼油设备所需的钢材，以及考虑到每种类型设备的使用环境，即使在低温下，对于具有优异的抗氢致开裂性以及优异的韧性的钢材的需求也增加。

通常，由于使用温度降低，因此钢材的韧性降低，并且即使是弱的冲击也容易产生和扩大裂纹，从而对材料的稳定性具有重大影响。

因此，具有低使用温度的钢材具有受控的组分或显微组织。作为用于增大低温韧性的一般方法，使用这样的方法：显著减少诸如硫或磷的杂质的添加，以及适当地添加一定量的帮助提高低温韧性的合金元素如Ni。

与TMCP材料不同，由于热处理材料的性质，因此热处理型管钢材需要的碳当量高于TMCP材料，以确保相同程度的强度。然而，由于用于线管和工艺管的钢材在其制造过程中涉及焊接工艺，因此在具有较低碳当量时表现出更好的焊接性。

此外，由于在热处理材料的碳当量高的情况下，相对于TMCP材料引起HIC和低温DWTT特性的中心偏析劣化，因此需要设计降低碳当量同时确保高强度的方法。

常用淬火+回火热处理材料在等于或高于使用温度的温度下进行淬火热处理，以显著降低钢的使用温度下的强度损失。常用淬火+回火热处理材料的保证温度为约620℃，并且在0.45或更小的碳当量下，抗拉强度级别为500MPa的材料不能确保最高至80mm的厚度。

为了抗氢致开裂性和低温韧性改善，目前已经提出了以下技术。

韩国专利特许公开第2004-0021117号中提出了抗拉强度级别为600MPa的压力容器用钢材，其具有优异的韧性并且用于发电厂的锅炉、压力容器等的材料。韩国专利注册号0833070中提出了在具有优异的抗氢致开裂性的同时满足500MPa的抗拉强度级别的压力容器用厚钢板。

然而，这些钢材具有高的碳含量，因此仍然难以确保优异的焊接性和抗氢致开裂性，并且在回火后强度降低得较多。

发明内容

技术问题