[发明专利]高强度高韧性钢管用钢板及其制造方法

说明书

本发明提供C方向的拉伸强度为625MPa以上、‑55℃下的DWTT中得到的延性断口率为85％以上的高强度高韧性钢管用钢板及其制造方法。一种高强度高韧性钢管用钢板及其制造方法，所述钢板具有以质量％计含有C：0.03％以上且0.08％以下、Si：大于0.05％且在0.50％以下、Mn：1.5％以上且2.5％以下、P：0.001％以上且0.010％以下、S：0.0030％以下、Al：0.01％以上且0.08％以下、Nb：0.010％以上且0.080％以下、Ti：0.005％以上且0.025％以下、N：0.001％以上且0.006％以下、进一步含有选自Cu：0.01％以上且1.00％以下、Ni：0.01％以上且1.00％以下、Cr：0.01％以上且1.00％以下、Mo：0.01％以上且1.00％以下、V：0.01％以上且0.10％以下、B：0.0005％以上且0.0030％以下中的一种以上且余量由Fe和不可避免的杂质构成的成分组成，具有板厚方向的1/2位置处的铁素体的面积率为20％以上且80％以下、该铁素体中的加工铁素体的比例为50％以上且100％以下的组织，在‑55℃的试验温度下进行DWTT试验时的试验片断口处生成的分离以分离指数(SI_‑55℃)计为0.10mm^‑1以上。

技术领域

本发明涉及高强度高韧性钢管用钢板及其制造方法。特别是涉及适合于具有优良的脆性裂纹传播停止性能的管线管用钢管的原材料的高强度高韧性钢板及其制造方法。

背景技术

对于作为天然气、原油等的输送用途使用的管线管而言，为了通过高压化而提高输送效率、通过薄壁化而提高现场焊接施工效率，高强度化的期望非常强烈。

特别是，对于输送高压气体的管线管(以下也记为高压气体管线管)，从避免大规模破坏的观点考虑，脆性破坏的抑制是非常重要的，对根据过去的实管气体爆破试验结果求出的用于抑制脆性破坏所需的DWTT试验(Drop Weight Tear Test，落锤撕裂试验)的试验值(延性断口率达到85％的断口转变温度)进行了规定，要求优良的DWTT特性。

另外，近年来的气田和油田的开发具有扩大至俄罗斯、阿拉斯加等极寒地区、北海等寒冷地区的倾向。对于在极寒地区、寒冷地区铺设的管线管要求母材的耐脆性裂纹传播特性优良，并且要求母材的低温韧性优良。

针对这样的要求，在专利文献1中公开了如下技术：在将碳当量(Ceq)控制为0.30～0.45的成分体系中，在未再结晶温度范围内累积压下率为50％以上、在两相区中累积压下率为10～50％的条件下进行热轧后，立即再加热至450～700℃。基于该技术，提出了拉伸强度为565MPa以上的高韧性管线管用钢板及其制造方法，该钢板的母材韧性优良，并且将以4～10kJ/mm的焊接线能量进行焊接时的焊接热影响部(HAZ；Heat Affected Zone)组织中所占有的上贝氏体组织以面积率计控制为90％以上、将该上贝氏体组织中含有的岛状马氏体以面积率计控制为3％以下，从而改善了HAZ韧性。

在专利文献2中提出了一种脆性裂纹传播停止性能和焊接热影响部韧性优良的高屈服强度高韧性厚钢板的制造方法，其特征在于，在使Si降低至实质上不含有的水平、将碳当量(Ceq)控制为0.30～0.45的成分体系的条件下，在900℃以下的未再结晶温度范围内累积压下率为50％以上、在两相区累积压下率为10～50％的条件下进行热轧后，以10～80℃/s的冷却速度冷却至400℃以下的冷却停止温度，立即再加热至超过冷却停止温度并且150℃以上且低于450℃的温度范围。

在专利文献3中提出了一种低温韧性优良的超高张力钢板，其特征在于，以质量％计含有C：0.05～0.10％、Mn：1.8～2.5％、Mo：0.30～0.60％、Nb：0.01～0.10％、V：0.03～0.10％、Ti：0.005～0.030％，P值(＝2.7C+0.4Si+Mn+Mo+V)满足1.9～2.8，其显微组织包含由马氏体/贝氏体与20～90％的铁素体形成的两相组织，并且在铁素体中含有50～100％的加工铁素体，铁素体的平均粒径为5μm以下。