高Mn钢及其制造方法技术

本发明专利技术提出一种对焊接后的母材及焊接热影响区的低温韧性优异的高Mn钢进一步赋予优异延展性的方法。高Mn钢具有下述成分组成及显微组织，所述成分组成以质量％计含有C：0.30～0.90％、Si：0.05～1.0％、Mn：15～30％、P：0.030％以下、S：0.0070％以下、Al：0.01～0.07％、Cr：0.5～7.0％、N：0.0050～0.0500％、O：0.0050％以下，将Ti及Nb的含量分别抑制为低于0.005％，余量为Fe及不可避免杂质，显微组织以奥氏体为基底相，该显微组织中的非金属夹杂物的面积分数低于5.0％，高Mn钢的屈服强度为400MPa以上，且吸收能(vE

High Mn steel and its manufacturing method

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】高Mn钢及其制造方法
本专利技术涉及适合用于例如液化气体贮槽用罐等在超低温环境下使用的结构用钢、特别是低温下的韧性优异的高Mn钢及其制造方法。
技术介绍
要将热轧钢板用于液化气体贮槽用结构物，由于使用环境为超低温，因此要求钢板不仅具有高强度且还要求超低温下的韧性优异。例如，在将热轧钢板用于液化天然气的贮槽的情况下，必须在液化天然气的沸点：-164℃以下确保优异的韧性。若钢材的低温韧性变差，则可能变得无法维持作为超低温贮槽用结构物的安全性，因此强烈要求提高所用钢材的低温韧性。针对该要求，以往使用在超低温下不显示脆性的以奥氏体为钢板组织的奥氏体系不锈钢、9％Ni钢或5000系铝合金。但是，由于合金成本、制造成本高，因此希望价格便宜且超低温韧性优异的钢材。由此，作为取代以往的超低温用钢的新型钢材，例如专利文献1中提出了将大量添加价格相对便宜的作为奥氏体稳定化元素的Mn的高Mn钢作为超低温环境的结构用钢。专利文献1中提出了将奥氏体粒径控制为适当大小以避免在晶界生成的碳化物成为破坏起点、裂纹传播路径的技术。通过该技术，能够提供焊接后的母材及焊接热影响区的低温韧性优异的高Mn钢。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2016-196703号公报
技术实现思路
专利技术所要解决的课题然而，在上述液化气体贮槽用结构物等用途中，在低温韧性的基础上确保延展性非常重要。即，在制造这样的结构物时，需要所使用的钢材具有高加工性，就这种用途而言，优异的延展性是必须的，但专利文献1所述的技术关于这种延展性未作任何研究。另外，专利文献1中记载的高Mn钢材的厚度为15～50mm左右，但在例如作为纵骨材料(日文：口ンジ材)等使用时，要求低于15mm特别是10mm以下的厚度。在制造这样的薄板时，专利文献1的[0040]中例示的在950℃以上结束热轧后进行加速冷却的方法中，所制得的钢板容易产生翘曲、变形，需要形状矫正等额外的工序，损害生产率。由此，本专利技术的目的在于提供用于针对母材及焊接热影响区的低温韧性优异的高Mn钢进一步赋予优异延展性的方法。此外，本专利技术目的在于，提出一种能够制造这种高Mn钢的薄板而不产生翘曲、变形的方法。在此，前述“低温韧性优异”是指-196℃时的夏比冲击试验的吸收能vE-196℃为100J以上。用于解决课题的手段本专利技术的专利技术人为解决上述课题，以高Mn钢为对象对决定钢板的成分组成、制造方法的各种要因进行深入研究，结果获得以下a～c的见解。a.在高Mn奥氏体钢中，超低温下也未发生脆性破坏，上述破坏从晶界起开始发生。由此可知，要提高高Mn钢的低温韧性，通过晶粒粗大化来减少成为破坏起点及传播路径的晶界是有效的。b.另外，新发现了非金属夹杂物成为破坏起点、裂纹传播路径，对低温韧性及延展性产生不良影响。由此，通过恰当控制高Mn钢中添加的Cr量并抑制不可避免混入的Ti及Nb的量，从而避免成为破坏起点的晶界的增加及非金属夹杂物的过度生成。c.另一方面，若单纯使粒径粗大化则屈服强度降低。另外，在制造板厚小于15mm的薄型体的情况下，所制得的钢板容易残留翘曲、变形。因此，为了充分确保作为结构用钢的屈服强度并使钢板不残留翘曲、变形，需要恰当控制钢板制造时的热轧条件。本专利技术是基于以上见解进一步研究后提出的，其要旨如下。1.高Mn钢，其具有下述成分组成及显微组织，所述成分组成以质量％计含有C：0.30％以上且0.90％以下、Si：0.05％以上且1.0％以下、Mn：15％以上且30％以下、P：0.030％以下、S：0.0070％以下、Al：0.01％以上且0.07％以下、Cr：0.5％以上且7.0％以下、N：0.0050％以上且0.0500％以下、O：0.0050％以下，Ti及Nb的含量分别抑制为低于0.005％，余量为Fe及不可避免杂质，所述显微组织以奥氏体为基底相，所述显微组织中的非金属夹杂物的面积分数低于5.0％，所述高Mn钢的屈服强度为400MPa以上，且吸收能(vE-196)为100J以上。在此，所述非金属夹杂物为JISG0202的组织试验中的非金属夹杂物，具体来说是指JISG0202的标准中记载的A系夹杂物、B系夹杂物及C系夹杂物。2.前述1所述的高Mn钢，其中，所述成分组成还以质量％计含有选自以下成分中的一种或两种以上：Cu：0.01％以上且1.00％以下、Ni：0.01％以上且1.00％以下、Mo：2.0％以下、V：2.0％以下、W：2.0％以下、Ca：0.0005％以上且0.0050％以下、Mg：0.0005％以上且0.0050％以下、以及REM：0.0010％以上且0.0200％以下。3.高Mn钢的制造方法，其中，将具有前述1或2所述的成分组成的钢原料加热至1100℃以上且1300℃以下的温度范围，进行精轧结束温度为800℃以上且低于950℃的热轧，然后，进行从(精轧结束温度-100℃)以上的温度至300℃以上且650℃以下的温度范围的平均冷却速度为1.0℃/s以上的冷却处理。在此，前述的各温度范围分别为钢原料或钢板的表面温度。4.高Mn钢的制造方法，其中，在前述3中，在进行所述冷却处理后，加热至300℃以上且650℃以下的温度范围后进行冷却。专利技术的效果根据本专利技术，能够提供低温韧性及延展性优异的高Mn钢，在对该高Mn钢进行了焊接的情况下，母材及焊接热影响区的低温韧性均优异。因此，本专利技术的高Mn钢对于液化气体贮槽用罐等超低温环境下使用的钢结构物的安全性、寿命提高大有助益，在产业上具有显著效果。另外，本专利技术的制造方法中，由于不会导致生产率降低及制造成本增加，因此能够提供经济性优异的方法。具体实施方式以下详细说明本专利技术的高Mn钢。[成分组成]首先，说明本专利技术的高Mn钢的成分组成及其限定理由。需要说明的是，关于成分组成中的“％”的表述，只要没有特别说明，均是指“质量％”。C：0.30％以上且0.90％以下C是价格便宜的奥氏体稳定化元素，是对于得到奥氏体而言重要的元素。为了获得其效果，C需要含有0.30％以上。另一方面，若含量超过0.90％，则过度生成Cr碳化物，低温韧性降低。因此，C量为0.30％以上且0.90％以下。特别是，从奥氏体稳定化的观点考虑，优选下限值为0.36％，更加优选0.40％。另外，从抑制低温韧性降低的观点考虑，上限值优选0.80％，更加优选0.66％。对于C量的优选含量而言，能够将上述上限值与下限值组合，例如优选0.36％以上且0.80％以下，更加优选0.40％以上且0.80％以下。Si：0.05％以上且1.0％以下Si作为脱氧剂发挥作用，不仅是对于炼钢而言所必需的，而且具有固溶于钢而通过固溶强化来使钢板高强度化的效果。为本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.高Mn钢，其具有下述成分组成及显微组织，/n所述成分组成以质量％计含有/nC：0.30％以上且0.90％以下、/nSi：0.05％以上且1.0％以下、/nMn：15.0％以上且30％以下、/nP：0.030％以下、/nS：0.0070％以下、/nAl：0.01％以上且0.07％以下、/nCr：0.5～7.O％、/nN：0.0050％以上且0.0500％以下、/nO：0.0050％以下，/nTi及Nb的含量分别抑制为低于0.005％，余量为Fe及不可避免杂质，/n所述显微组织以奥氏体为基底相，/n所述显微组织中的非金属夹杂物的面积分数低于5.0％，/n所述高Mn钢的屈服强度为400MPa以上，且吸收能(vE

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170426 JP 2017-0877021.高Mn钢，其具有下述成分组成及显微组织，
所述成分组成以质量％计含有
C：0.30％以上且0.90％以下、
Si：0.05％以上且1.0％以下、
Mn：15.0％以上且30％以下、
P：0.030％以下、
S：0.0070％以下、
Al：0.01％以上且0.07％以下、
Cr：0.5～7.O％、
N：0.0050％以上且0.0500％以下、
O：0.0050％以下，
Ti及Nb的含量分别抑制为低于0.005％，余量为Fe及不可避免杂质，
所述显微组织以奥氏体为基底相，
所述显微组织中的非金属夹杂物的面积分数低于5.0％，
所述高Mn钢的屈服强度为400MPa以上，且吸收能(vE-196)为1OOJ以上。


2.根据权利要求1所述的高Mn钢，其中，所述成分...

【专利技术属性】
技术研发人员：荒尾亮，泉大地，植田圭治，长谷和邦，
申请(专利权)人：杰富意钢铁株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP