[发明专利]低温冲击韧性优异的高强度超厚钢材及其制造方法

说明书

本发明一方面旨在提供一种钢材及制造该钢材的方法，所述钢材作为超厚钢材，不仅具有高强度，而且低温冲击韧性和抗开裂性优异。

技术领域

本发明涉及一种可适用于压力容器、海上结构等的钢材。更具体地，本发明涉及一种低温冲击韧性优异的高强度超厚钢材及其制造方法。

背景技术

近年来，顺应海上结构物、压力容器等结构物的大型化趋势，对高强度超厚钢材的需求不断增加。此外，随着这种结构物的使用环境扩展到极寒地区，要求具有优异的低温冲击韧性，在制造结构物时采用严格加工的钢材的情况下，同时还要求具有低温应变时效冲击韧性。

如果制造超厚钢材时利用厚度相对薄的钢坯，则压下力无法充分达到厚度方向中心部。此外，根据冷却速度差，中心部和表面部的微细组织的种类和分数不同，因此物理性能上存在差异，最终难以确保厚度方向上均匀的强度。

在厚度最大为100mm的中厚钢材的情况下，一般使用厚度为300～400mm的钢坯来制造，但是在厚度大于130mm的超厚钢材的情况下，由于压下比(3∶1)限制，需要使用厚度为400mm以上的钢坯。

另一方面，为了制造高强度超厚钢材，主要采用的方法是钢中适量加入提高可硬化性的元素如Mn、Cr、Mo等，以提高钢的淬透性，并且提高强度。在这种情况下，通过钢的淬火回火处理等冷却处理，钢材内部大量产生马氏体或贝氏体等低温组织，从而可以提高钢的强度。

然而，当这种可硬化性元素过量加入时，由于碳当量(Ceq)变高，焊接前预热温度上升或者产生裂纹，因此需要控制合金成分，以免超出碳当量。

作为另一种方法，通过加入Ti和Nb等析出物元素，可以尝试基于析出强化提高强度。但是，当这些元素过量加入时，由于形成粗大的TiNbC等析出物，也存在钢的低温冲击韧性下降的问题。

根据专利文献1，为了实现厚钢材的高强度，对利用含各种成分的钢锭得到的锻造钢坯进行再加热均质化，并对均质化的钢坯进行热轧-淬火和回火(quenching andtempering)热处理，从而可以得到高强度高韧性的热轧钢板。

然而，由于该技术大量加入高价元素镍(Ni)，经济性明显降低，而且该技术与铌(Nb)一起加入铜(Cu)，可以看出没有考虑对厚钢材裂纹的敏感性。

因此，需要开发不仅具有高强度，而且低温冲击韧性优异，抗开裂性也优异的超厚钢材，以适合于海上结构物、压力容器等大型结构物。

专利文献1：韩国授权专利公报第10-1623661号

发明内容

技术问题

本发明一方面旨在提供一种钢材及制造该钢材的方法，所述钢材作为超厚钢材，不仅具有高强度，而且低温冲击韧性和抗开裂性优异。

本发明要解决的技术问题不限于上述内容。从本说明书的整体内容可以理解本发明要解决的技术问题，对于本发明所属技术领域的普通技术人员而言，理解本发明的附加技术问题不会有任何困难。

技术方案

本发明一方面提供一种低温冲击韧性优异的高强度超厚钢材，以重量％计，所述钢材包含碳(C)：0.11～0.18％、硅(Si)：0.1～0.5％、锰(Mn)：0.3～1.8％、磷(P)：0.01％以下、硫(S)：0.01％以下、铝(Al)：0.01～0.1％、铌(Nb)：0％～0.01％、铬(Cr)：0.2～1.5％、镍(Ni)：1.0～2.5％、铜(Cu)：0％～0.25％、钼(Mo)：0.25～0.80％、钒(V)：0.01～0.1％、钛(Ti)：0％～0.003％、硼(B)：0.001～0.003％、氮(N)：0.002～0.01％、余量Fe和不可避免的杂质，