[发明专利]具有优异的低温应变时效冲击特性的厚钢板及其制造方法

说明书

本发明涉及低温应变时效冲击特性优异的厚钢板及其制造方法，并且更特别地涉及可用作造船、海事结构等中的材料并且具有优异的低温应变时效冲击特性的厚钢板及其制造方法。本发明的一个实施方案提供了具有优异的低温应变时效冲击特性的厚钢板及其制造方法，所述钢板按重量计包含：0.04％至0.1％的C；0.05％至0.4％的Si；1.0％至2.0％的Mn；0.01％或更少的P；0.003％或更少的S；0.015％至0.04％的Al；0.005％至0.02％的Ti；0.35％或更少(不包括0)的Cu；0.05％至0.8％的Ni；0.003％至0.03％的Nb；0.002％至0.008％的N；0.0002％至0.0050％的Ca；0.009％或更少的Cr；0.0009％或更少的Mo；以及余量的Fe和其他不可避免的杂质，其中其显微组织包含95面积％或更多的平均晶粒尺寸为10μm或更小的铁素体。

技术领域

本公开涉及具有优异的低温应变时效冲击特性的厚钢板及其制造方法，并且更特别地涉及可以用作造船、海事结构等中的材料的具有优异的低温应变时效冲击特性的厚钢板及其制造方法。

背景技术

最近，由于陆地或近海能源资源的枯竭，采矿区已逐渐移到深海区域或寒冷区域。因此，钻孔、采矿和存储设施由于设施的扩大、集成等而变得越来越复杂。其中使用的钢材需要具有优异的低温韧性以确保结构的稳定性，特别是，需要使由于在结构的制造过程中因冷加工产生的应变时效现象等而导致的韧性的降低最小化。

通常，应变时效冲击特性通过如下来评估：使钢板经受几个百分比的拉伸应变，使钢板在约250℃下时效化1小时，对时效化的钢板进行处理以制备冲击试样，然后在冲击试样上进行冲击试验。应变时效现象越严重，钢板的韧性降低得越快，并且韧性的降低也可能增加。在这种情况下，应用钢板的部位和结构的寿命可能缩短并且稳定性可能受到影响。因此，近年来，为了增加经受应变的钢板的寿命以增加结构的稳定性的目的，需要具有高的抗应变时效现象的钢板。

当屈服强度大于断裂强度时，可能出现因应变时效现象而导致的冲击韧性的劣化。换句话说，屈服强度与断裂强度之间的差越大，钢材的延展性的应变量越大，并且吸收的冲击能量可能增加。因此，当进行冷变形以将钢材应用于结构时，钢材的屈服强度可能增加，以减小屈服强度与断裂强度之间的差，这伴随着冲击韧性的降低。

由于屈服强度的增加而导致的韧性的降低可能是由使钢材经受应变以将钢材中的间隙元素(例如C、N等)随时间固定至位错而引起的。

为了防止因冷变形而导致的韧性的降低，通常，已经应用以下方法：显著减少溶解在钢材中的碳(C)或氮(N)的量以抑制因变形后的时效现象而导致的强度增加的方法；添加诸如镍(Ni)等的元素以降低堆垛层错能来促进位错的移动的方法等。或者，已经使用了在冷变形之后进行应力消除热处理以减少钢材中产生的位错等，从而降低通过加工硬化而增加的屈服强度的方法，并且作为其实例，公开了以下的非专利文献1。

然而，随着结构等不断变得更大和更复杂，钢材所需的冷变形量增加，并且使用环境的温度也降低至北冰洋的温度水平。因此，用常规方法难以有效地防止由于钢材的应变时效引起的韧性降低。

[现有技术文献]

(非专利文献1)The effect of processing variables on the mechanicalproperties and strain ageing of high-strength low-alloy V and VN steels(VKHeikkinen和JD Boyd,CANADIAN METALLURGICAL QUARTERLY第15卷第3期(1976),第219～页)

发明内容

技术问题

本公开的一个方面是提供具有优异的低温应变时效冲击特性的厚钢板及其制造方法。

技术方案