低屈服比高张力钢板及其制造方法技术

本发明专利技术提供一种抗拉强度在７８０ＭＰａ以上、低屈服比、音响各向异性小、焊接性优异的高张力钢板及其制造方法。所述钢板，以质量％计，含有Ｃ：０．０１０～０．０８０％、Ｓｉ：０．０２～０．５０％、Ｍｎ：１．１０～３．００％、Ｃｕ：１．６０％以下、Ｎｉ：０．４０～２．５０％、Ｐ：０．０３０％以下、Ｓ：０．０１０％以下、Ａｌ：０．２００％以下、Ｎ：０．０１００％以下、Ｃｒ：０．３０～２．００％、Ｍｏ：０．１０～１．１０％、Ｔｉ：０．００２～０．０３０％，剩余部分由Ｆｅ以及杂质构成，并且下述的ＡＳ、ＤＬ为ＡＳ≥４．００、ＤＬ≤２．８０，板厚１／４部位的组织是以含有１０面积％以下（０％除外）的ＭＡ的无碳贝氏体为主体，并且旧奥氏体晶粒的长轴／短轴的平均值为１．０～３．０，此外上述ＭＡ对于无碳贝氏体的硬度比为１．１０以上。ＡＳ＝［Ｍｎ］＋［Ｎｉ］＋２×［Ｃｕ］，ＤＬ＝２．５×［Ｍｏ］＋３０×［Ｎｂ］＋１０×［Ｖ］，［Ｘ］表示元素Ｘ的含量（ｍａｓｓ％）。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种抗拉强度高达780MPa以上、屈服比低至85％以下、并且音响各向异性小、母材韧性以及焊接性优异的高张力钢板。
技术介绍
桥梁用或建筑用钢板(厚钢板)，如果焊接部存在缺陷，则此部分容易成为破裂发生的起点，所以要通过超声波探伤试验调查是否存在缺陷部分，如果缺陷部分存在时，一般要进行其部分的修补作业。但是，根据探伤方向音速显著变化的钢板，即，音响各向异性高的钢板中，超声波探伤试验就不能够检测出焊接缺陷部分的正确的位置，所以在适用于上述领域等的钢板中，要求音响各向异性要小。在上述的海洋结构物、建筑结构物等的领域中，为了提高焊接施工效率而对焊接缺陷的检测实行简化处理，所以要求钢板的音响各向异性要小，此外迫切希望一种能够确保-40℃的超低温的焊接性(HAZ韧性、耐焊接破裂性)以及母材韧性的780MPa级高张力钢板。此外，近年来，特别是在要求具有抗震性的高层建筑构造物等的领域中，需求一种地震时能够吸收施与结构物的破坏能，并且能够防止构造物的倒塌，屈服比YR低的钢材，但是一般情况下，高张力钢板的YR具有升高的倾向。还有，YR(％)表示为YS(0.2％耐力)/TS(抗拉强度)×100。历来，780MPa级以上的高张力钢板，其低温韧性的确保十分困难，但是，近年来提出有多种的试图改善母材韧性的技术。例如，分别有如下记载，在特开平11-172365号公报(特许文献1)中，为了使旧奥氏体(γ)粒的平均长度与直径(aspect)比为3以上，在未再结晶区域，轧制的累积压下率在50％以上而进行热轧；在特开2001-220644号公报(特许文献2)中，为了使旧γ粒的扁平率平均在50％以下，将轧制完成温度(FRT)设定在850℃以下进行热轧；在特开2001-200334号公报(特许文献3)中，通过进行温度在Ar3点以上、低于900℃之间，累积压下率为10～50％的热轧，而使板条状贝氏体(bainiet lath)的幅度变小；还有，在特开平9-3591号公报(特许文献4)中，通过在再结晶温度区域，进行30％以上的累积压下率的热轧，而使板条长度变短。另一方面，在780MPa级以上的高强力钢中，在进行大热量输入的焊接时，具有HAZ韧性恶化的问题。其理由，是因为热量输入变大，则HAZ的冷却速度变缓，生成粗大的岛状的马氏体，而使韧性下降。此问题在进行大热量输入焊接时，无论厚、薄物均会发生。因此，按惯例将焊接施工时焊接热量输入限制在5kJ/mm以下，不得已而降低了焊接效率。鉴于此问题，提出了多种的改善HAZ韧性的技术。例如，在特开2000-160281号公报(特许文献5)中，在低C的条件下，积极地添加提高淬硬性的元素Mn、Cr、Mo，或进一步使TiN细微地进行分散，而使旧γ粒得到细化；在特开平6-65680号公报(特许文献6)中，在低C的条件下，进一步通过Ta2O3的细微的分散而使旧γ粒得到细化；在特开平5-171341号公报(特许文献7)中，通过添加作为必须成分的Ti以及Mg，使氧化物进行分散，而细化旧γ粒，促进粒内铁素体的生成；在特开平7-233437号公报(特许文献8)中，在无B的条件下，使Pcm≤0.24、Ceq≥0.45而提高淬硬性；在特开平2-254120号公报(特许文献9)中，在低C、无B的条件下，利用Cu的析出强化。还有，作为焊接性优异而且屈服比低的高张力钢板，在特开平6-248336号公报(特许文献10)和特开平6-248337号公报(特许文献11)中记载了为了改善添加有B的钢材的焊接性，不进行B的添加，并且为了确保由于不添加B而引起的淬硬性的下降导致的强度下降，通过淬火、回火，利用V的析出硬化而得到高张力钢板的制造方法。特许文献1特开平11-172365号公报特许文献2特开2001-220644号公报特许文献3特开2001-200334号公报特许文献4特开平9-3591号公报特许文献5特开2000-160281号公报特许文献6特开平6-65680号公报特许文献7特开平5-171341号公报特许文献8特开平7-233437号公报特许文献9特开平2-254120号公报特许文献10特开平6-248336号公报特许文献11特开平6-248337号公报上述关于改善母材韧性的技术，具有降低相变点作用的Mn、Cu、Ni的添加量大体上少，Ar3点变高，所以对降低奥氏体的未再结晶区域的轧制温度十分有限，因为低温轧制对提高母材韧性的效果小，所以不能够得到历来的、-50℃的摆锤冲击试验中吸收能量(vE-50)为100J以上的、优异的母材韧性。还有，上述关于改善HAZ韧性的技术，任一个都是通过低C化，防止高冷却速度中HAZ的硬化，通过对Nb、Mo、V进行任一、或复合添加，补充由于低C化而引起的强度下降。但是，上述技术具有如下问题，积极地添加这些元素，则贝氏体相变时，作为具有抵抗裂纹传播作用的贝氏体块粗大化，从而产生恶化母材韧性和HAZ韧性的问题。还有，上述能够确保焊接性、得到低屈服比的热轧钢板的技术，在补充由于不添加B而引起的强度降低中，不得不大量添加C、V等的合金元素，因此，产生导致焊接性的下降和母材韧性的恶化的问题。另一方面，在任一技术中，都没有考虑到降低音响各向异性，因而在音响各向异性方面存在着问题。
技术实现思路
本专利技术鉴于所涉问题，其目的在于，提供一种抗拉强度高达780MPa以上，屈服比低，母材韧性、焊接性(耐焊接裂纹性、HAZ韧性)优异，而且音响各向异性小、容易检测出焊接施工时的缺陷的高张力钢板及其制造方法。对于上述课题，本专利技术者进行了各种实验研究，得出如下结果和认识考虑以无碳贝氏体为主体的钢组织进行成分设计，即，在限制C为极低含量的基础上，控制对母材韧性、HAZ韧性有不好影响的Nb、V、Mo的添加，并且积极地添加提高淬硬性的元素Mn、Ni、Cu，由此即使不对热轧后的冷却速度进行特别的控制，在高冷却速度到冷却速度的任一冷却速度中，都能够使其生成无碳贝氏体(以下有时记为“BF”)为主体的组织，从而能够实现优异的母材韧性以及焊接性。而且，通过控制在组织中与作为主体的BF共同存在的MA(Martensite-Austenite Consitituent马氏体及奥氏体的混合物)的量在10面积％以下、并且提高其硬度，使MA相对于无碳贝氏体的硬度比(MA的硬度/BF的硬度)为1.1以上，从而能够降低YR。还有，通过控制旧奥氏体晶粒的长轴/短轴比(扁平率)在所定范围，能够降低音响各向异性。还有，上述旧奥氏体的扁平率，是根据钢材的化学成分，通过在特定的温度区域进行所定量的热轧而能够实现。本专利技术正是基于上述认识而完成的。即，本专利技术的高张力钢板，以质量％计，含有C0.010～0.080％、Si0.02～0.50％、Mn1.10～3.00％、Cu1.60％以下、Ni0.40～2.50％、P0.030％以下、S0.010％以下、Al0.200％以下、N0.0100％以下、Cr0.30～2.00％、Mo0.10～1.10％、Ti0.002～0.030％，剩余部分由Fe以及杂质构成，并且下式所定义的AS值以及DL值为AS≥4.00、DL≤2.80，板厚1/4部位的组织为，以含有10面积％以下(0％除外)的MA的无碳贝氏体为主体，并且旧奥氏体本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种音响各向异性小、焊接性优异的低屈服比高张力钢板，其特征在于，以质量％计，含有Ｃ：０．０１０～０．０８０％、Ｓｉ：０．０２～０．５０％、Ｍｎ：１．１０～３．００％、Ｃｕ：１．６０％以下、Ｎｉ：０．４０～２．５０％、Ｐ：０．０３０％以下、Ｓ：０．０１０％以下、Ａｌ：０．２００％以下、Ｎ：０．０１００％以下、Ｃｒ：０．３０～２．００％、Ｍｏ：０．１０～１．１０％、Ｔｉ：０．００２～０．０３０％，剩余部分由Ｆｅ以及杂质构成，并且由下式所定义的ＡＳ值以及ＤＬ值为ＡＳ≥４．００、ＤＬ≤２．８０，板厚１／４部位的组织以含有１０面积％以下但不包括０％的ＭＡ的无碳贝氏体为主体，并且旧奥氏体晶粒的长轴／短轴的平均值为１．０～３．０，此外上述ＭＡ对于无碳贝氏体的硬度比为１．１０以上，ＡＳ＝［Ｍｎ］＋［Ｎｉ］＋２×［Ｃｕ］ ＤＬ＝２．５×［Ｍｏ］＋３０×［Ｎｂ］＋１０×［Ｖ］其中［Ｘ］表示元素Ｘ的质量百分含量。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：高冈宏行，村上昌吾，畑野等，
申请(专利权)人：株式会社神户制刚所，
类型：发明
国别省市：JP[日本]