[发明专利]耐脆性裂纹扩展性优异的超厚钢材及其制造方法

说明书

本发明提供一种耐脆性裂纹扩展性优异的高强度超厚钢材及其制造方法，所述钢材以重量％计包含0.03～0.09％的C、1.4～2.2％的Mn、0.2～0.9％的Ni、0.005～0.05％的Nb、0.005～0.04％的Ti、0.1～0.5％的Cu、0.05～0.5％的Si、0.01～0.05％的Al、100ppm以下的P、40ppm以下的S、余量的Fe及其他不可避免的杂质，表层部由多边形铁素体和贝氏体的混合相组成，厚度的1/2t～1/4t(其中，t为钢材厚度)部分由50体积％以上的针状铁素体和50体积％以下的贝氏体组成，在钢材整体厚度上具有贝氏体单相组织的区域的分数为20％以下。

技术领域

本发明涉及一种耐脆性裂纹扩展性优异的超厚钢材及其制造方法。更具体地，本发明涉及一种耐脆性裂纹扩展性和生产率优异的用于钢结构的超厚钢材及其制造方法。

背景技术

最近，国内外的船舶等结构物的设计中要求超厚高强度钢材。

在设计结构物时，如果使用高强度钢，就可以减轻结构物的重量，因此能获得经济效益，而且由于能够将板厚减薄，可以同时确保加工和焊接操作的容易性。

通常，将高强度钢制成超厚钢材时，由于总压下率下降，整体组织不会充分变形，进而导致组织变得粗大，当实施用于确保强度的快速冷却时，由于厚度超厚，表层部和中心部之间产生冷却速度之差，因此表层部会生成贝氏体等粗大的低温转变相，从而难以确保韧性。

特别是，将高强度超厚钢材应用于船舶等的主要结构物时，要求保证代表结构物稳定性的耐脆性裂纹扩展性的案例在增加。

然而，如上所述，将高强度钢制成超厚钢材时，如果生成低温转变相，就会发生耐脆性裂纹扩展性明显下降的现象，因此难以提高超厚高强度钢材的耐脆性裂纹扩展性。

另外，当制造高强度超厚钢材时，为了提高韧性，在非常低的温度下实施精轧，因此从粗轧完后到精轧之前，需要在从高温长时间空冷的状态下等待，从而造成粒度变得粗大以及生产率下降的问题。

当制造屈服强度为500MPa以上的高强度超厚钢材时，已知技术是使表层部粒度细化，以提高耐脆性裂纹扩展性。

作为如上所述使表层部粒度细化的现有技术，已知有精轧时采用表面冷却或者轧制时赋予弯曲应力以控制粒度的技术等。

然而，上述的现有技术虽然有助于使表层部的组织细化，但是不能解决余下组织的粗大化所导致的冲击韧性下降的问题，因此不能作为应对耐脆性裂纹扩展性的根本对策，而且技术本身应用于普通的量产体系时，估计也会导致生产率大大降低，还无法避免粗轧和精轧中间长时间空冷等待所导致的生产率下降。

另外，已知有一种技术是大量添加有助于提高韧性的元素如Ni等，以提高耐脆性裂纹扩展性。

然而，当大量添加Ni等元素时，虽然可提高耐脆性裂纹扩展性，但由于Ni是高价元素，因此从制造成本方面考虑很难应用在商业上。

发明内容

技术问题

本发明一方面提供耐脆性裂纹扩展性优异的高强度超厚钢材。

本发明另一方面提供以高生产率制造耐脆性裂纹扩展性优异的高强度超厚钢材的方法。

技术方案