[发明专利]高Mn钢板及其制造方法

说明书

本发明提供高Mn钢板及其制造方法。高Mn钢板具有下述成分组成，所述成分组成以质量％计含有C：0.20～0.70％、Si：0.05～1.0％、Mn：15～30％、P：0.028％以下、S：0.02％以下、Al：0.01～0.1％、Cr：0.5～7.0％、Ni：0.03～0.30％、N：0.0010～0.0200％，并且含有Nb：0.003～0.030％、V：0.03～0.10％、Ti：0.003～0.040％中的1种或2种以上，余量为Fe及不可避免的杂质，钢板表面下0.5mm的显微组织以奥氏体为基相，并且该奥氏体中的以面积率计25％以上的圆当量直径为10μm以上，且长径与短径的纵横比为3以上。

技术领域

本发明涉及适合于液化气储槽用罐等在极低温环境下使用的结构用钢、尤其是在盐水腐蚀环境中的耐应力腐蚀开裂性优异的高Mn钢板及其制造方法。

背景技术

在将热轧钢板用于液化气储槽用结构物时，由于使用环境为极低温，所以不仅要求钢板的强度，还要求极低温下的韧性。例如，在将热轧钢板用于液化天然气储槽的情况下，需要于液化天然气的沸点-164℃以下确保优异的韧性。若钢材的低温韧性差，则有变得无法维持作为极低温储槽用结构物的安全性的危险性，所以强烈要求针对所应用的钢材来提高低温韧性。对于该要求，以往，使用将在极低温下不显示出脆性的奥氏体(austenite)作为钢板的组织的奥氏体系不锈钢、9％Ni钢、或者5000系铝合金。但是，由于合金成本或制造成本高，所以期望廉价且极低温韧性优异的钢材。因此，作为取代以往的极低温用钢的新钢材，研究了使用高Mn钢板(其大量添加了比较廉价的作为奥氏体稳定化元素的Mn)作为极低温环境的结构用钢。

另一方面，在腐蚀环境下使用奥氏体钢的情况下，奥氏体晶界因腐蚀而被侵蚀，在被附加了拉伸应力的情况下，存在容易发生应力腐蚀开裂的问题。特别地，在液化气储槽用结构物等的制作阶段，有时钢板的基铁(base iron)表面暴露在外，若钢材表面与水分、油分、含有盐分等腐蚀性物质的水蒸气等接触，则钢材发生腐蚀。就以往研究了的高Mn钢板而言，与奥氏体系不锈钢相比，自不必说其耐腐蚀性差，即使与9％Ni钢、通常的低合金钢相比，其耐腐蚀性有时也差。此时，在高Mn钢板的表面处的腐蚀反应中，铁因阳极反应而生成氧化物(铁锈)，另一方面，因水分的阴极反应而产生氢，因氢脆化而加剧了应力腐蚀开裂。在存在制作时的弯曲加工、焊接等中的残余应力或者存在使用环境下的负荷应力的情况下，像这样发生的应力腐蚀开裂有导致结构物破坏的危险性。因此，从安全性的观点出发，所使用的钢材的强度和极低温韧性自不必说是重要的，而耐应力腐蚀开裂性优异也是重要的。

例如，专利文献1中公开了下述钢材：通过添加15～35％的Mn、Cu：5％以下，以及适量的C和Cr，改善了切削性以及焊接热影响部于-196℃时的夏比冲击特性。

此外，专利文献2中公开了添加C：0.25～0.75％、Si：0.05～1.0％、Mn：大于20％且为35％以下、Ni：0.1％以上且小于7.0％、Cr：0.1％以上且小于8.0％的、改善了低温韧性的高Mn钢材。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特表2015-508452号公报

专利文献2：日本特开2016-84529号公报

发明内容

发明要解决的课题

但是，专利文献1、2中记载的高Mn钢板是以具有强度和低温韧性为目的，焊接热影响部处的-196℃时的夏比冲击特性为60～135J(仅专利文献1中示出)。但是，母材的极低温韧性仍然不充分，无法同时实现极低温韧性和耐应力腐蚀开裂性。

本发明鉴于上述问题，其目的在于提供极低温韧性、耐应力腐蚀开裂性优异的高Mn钢板及其制造方法。

用于解决课题的手段