本发明专利技术公开了一种有超高强度和优异低温韧性的管道钢板及其制造方法。所述钢板即使在成合金元素的含量比传统钢板中少很多的情况下也具有９３０ＭＰａ或更高的强度以及优异的韧性。所述钢以重量％计含有：０．０３－０．１０％Ｃ、０－０．６％Ｓｉ、１．６－２．１％Ｍｎ、０－１．０％Ｃｕ、０－１．０％Ｎｉ、０．０２－０．０６％Ｎｂ、０－０．１％Ｖ、０．１－０．５％Ｍｏ、０－１．０％Ｃｒ、０．００５－０．０３％Ｔｉ、０．０１－０．０６％Ａｌ、０．０００５－０．００２５％Ｂ、０．００１－０．００６％Ｎ、０－０．００６％Ｃａ、０．０２％或更少的Ｐ、０．００５％或更少的Ｓ，以及余量的Ｆｅ和不可避免的杂质。微结构含有至少约７５面积百分比的贝氏铁素体和针状铁素体的混合物。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种有超高强度和优异低温韧性的管道钢板及其制造方 法。更具体而言，本专利技术涉及一种即使在成合金元素的含量比传统钢板中少很多的情况下也具有930 MPa或更高的强度以及优异韧性的管道钢板 及其制造方法。
技术介绍
管道指埋在地下用于长距离运输原油和天然气的钢管，并且通常要承 受流经的高压气体或原油流体造成的高压。为提高管道的传输效率，必须提高每小时原油或气体(以下简称为"原 油等")的传输量。为此目的，必须将管道的外直径增加到很大的尺寸。当管道外直径增加时，其中流经的原油等的量也会增加，这继而增加 了原油等施加于管道的压力。在这点上，尽管管道需要强度很高的钢，但 本领域通常只根据管道的强度标准而使用X70级钢板。X70级钢板具有 70ksi的强度，即约480MPa。因此，当用这种强度级别的钢板制造大外 径的管道时，必须增加钢板的厚度，这增加了经济负担。因此，尽管越来越需要强度与传统钢板相比显著改善的管道钢板，本 领域还未开发出这种能够充分满足对高强度的要求的钢板。这不仅归咎于提高钢板强度的技术壁垒，而且还归因于伴随钢板强度 提高的其它技术问题。具体地，对提高钢板强度而言，尽管通常在钢中加入对提高强度有效 的成合金元素，然而加入所述成合金元素不仅会使强度充分增加，而且成 合金元素加入量的增加也会造成焊接区和基体的低温韧性劣化。因此，当 增加钢板的强度时，也必须提高低温韧性。而且，当以传统技术提高钢板的强度时，通常将钢板淬火以在钢板中 生成低温微结构如下贝氏体或马氏体，从而同时提高钢板的硬度和强度。 然而，当钢板中形成所述微结构如马氏体等时，钢板中的残留应力会造成 钢板强度不足或明显的韧性劣化。如上所述，强度和韧性通常被认为是不相容的机械性质，即强度的提高会导致韧性的降低。因此，人们一直试图确保钢板的强度和韧性，从而提供高强度高韧性的钢板。这种尝试之一是热机械控制工艺(TMCP)。 TMCP是一个专业术的过程。尽管TMCP通过各种变型被广泛应用，其通常包括一个控制的 轧制工艺，其中轧制在严格控制的条件下于特定温度进行；和一个加速冷 却工艺，其中钢板以合适的冷却速率被冷却。TMCP的优点在于通过该工艺钢板中可形成细粒和所想要的微结 构，从而在理论上使将钢板的机械性能有效控制到所需程度成为可能。然而，为了通过TMCP中的加速冷却工艺制造具有所需强度的钢板， 必须形成如以传统技术一样的硬结构。因此，即使对于通过TMCP制造 的钢板，强度的增加也不可避免地导致韧性的降低。因此，在高强度钢产品领域中一直在进行不断地研究，以开发一种同时提高强度和低温韧性的方法。具体而言，回火被最广泛地采用以解决这一问题。例如，美国专利No. 5545269、 5755895、 5798004、 5卯0075、 6045630、 6183573、 6245290和6532995 z^开了一种制造钢板的方法，其包括进4亍 TMCP以轧制和冷却钢板，如图1所示，然后在低于Ad转变温度(在此 温度下铁素体转变为奥氏体)的温度下对钢板进行回火。然而，由于在冷 却钢板后必须对钢板进行二次加热以进行回火，此方法需要能量的高度消 耗。另外，增加回火过程导致生产成本的增加。另外，多种成合金元素被加入钢中以增加钢的强度，尤其是通常Mo 作为最有效的元素中的一种而^:加入。例如，美国专利No. 6224689、6228183、 6248191和6264760公开了含有大量Mo-特别为0.2 wt。/o或更多的Mo——以具有下贝氏体和板条马氏体作为钢微结构的钢。类似 地，4艮据韩国专利No. 2000-00533890，含0.35 wt。/o或更多Mo的钢作为 一种该专利技术的实例被公开，而含0.14 wt%Mo的对照实例具有小于930 MPa的低抗张强度。然而，由于Mo是一种昂贵的元素，超过0.15wto/o或0.2wt。/。的Mo 含量会变成制造成本增加的原因。另外，由于图3所示的下贝氏体具有很 窄的相变温度范围，如图2所示，因此所述钢需要非严格的冷却条件和非常高的冷却速率，这导致对设备的性能具有非常特定的要求。另外，由于 这种高冷却速率可导致诸如钢板变形的问题，因此必须在制造钢板后进行 一种用于板形控制的附加工艺，这使得加工条件更为复杂和繁瑣。
技术实现思路
技术问题本专利技术已做出以解决前述现有技术问题，因此本专利技术的一个方面是提供一种具有高抗张强度和优异低温韧性且不含大量Mo的钢板及其制造 方法。技术方案根据本专利技术的一个方面，本专利技术提供一种钢板，其含有(以重量％计) 0.03-0.10% C、 0-0.6o/oSi、 1.6-2.1%Mn、 0 - 1.0o/。 Cu、 0-1.0% Ni、 0.02-0.06% Nb、 0 - 0.1% V、 0.1-0.5% Mo、 0 - 1.0% Cr、 0.005-0.03% Ti、 0.01-0.06% AI、 0.0005 - 0.0025% B、 0.001 - 0.006% N、 0 - 0.006% Ca、0.02%或更少的P、 0.005%或更少的S，以及余量的Fe和不可避免的杂 质，其中微结构含有至少约75面积百分比的贝氏铁素体和针状铁素体的 混合物。根据本专利技术的另一方面，本专利技术提供一种钢板，其含有(以重量％计) 0.03-0.10% C、 0-0.6%Si、 1.6 - 2.1°/o Mn、 0-1.0o/oCu、 0-1.0% Ni、 0.02-0.06% Nb、 0.1%或更少的V、 0.1-0.5% Mo、 1.0%或更少的Cr、 0.005-0.03% Ti、 0.01-0.06% Al、 0.0005 - 0.0025% B、 0.001 - 0.006% N、 0 - 0.006% Ca、 0.02%或更少的P、 0.005%或更少的S，以及余量的Fe 和不可避免的杂质，其中微结构含有至少约75面积百分比的贝氏铁素体 和针状铁素体的混合物，屈服强度为930MPa或更高，且-40匸却贝沖击 吸收能量为230 J或更多。优选地，所述钢板含有0.015 wt。/。或更少的Mo。优选地，所述钢板的微结构含有的粒状贝氏体不应超过5个面积百分比。更优选地，奥氏体晶丰立的全厚度尺寸(through thickness dimension ) 应小于15 nM。根据本专利技术的又一方面， 一种用于生产具有主要含有贝氏铁素体、针状铁素体或其混合物的微结构的超高强度和高韧性钢的优选方法包括将 板坯加热至一个足以基本熔化全部钒和铌的碳化物和碳氮化物的温度；在 奥氏体重结晶的第一温度范围内在一个或多个热轧道次上将所述板坯轧 制成钢板；在低于U显度(低于此温度奥氏体不发生重结晶)和高于 Ar3转化点(即冷却过程中奥氏体开始转变为铁素体的温度)的第二温度 范围内在一个或多个热轧道次上进一步轧制所述钢板；以20-50X:/s的冷 却速率冷却轧制的钢板；在200-400C的温度下停止冷却钢板；以及将经 冷却的钢板空气冷却至室温。优选地，所述板坯含有0.015 wt。/o或更少的Mo。优选地，所述方法还包括在停止以20-50"C/s的冷却速率冷却钢板后 将经冷却的钢板空气冷却至室温。附图说明本专利技术上述和其本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种具有超高强度和优异低温韧性的钢板，以重量％计包括：０．０３－０．１０％ Ｃ、０－０．６％ Ｓｉ、１．６－２．１％ Ｍｎ、０－１．０％ Ｃｕ、０－１．０％ Ｎｉ、０．０２－０．０６％ Ｎｂ、０－０．１％ Ｖ、０．１－０．５％ Ｍｏ、０－１．０％ Ｃｒ、０．００５－０．０３％ Ｔｉ、０．０１－０．０６％ Ａｌ、０．０００５－０．００２５％ Ｂ、０．００１－０．００６％ Ｎ、０－０．００６％ Ｃａ、０．０２％或更少的Ｐ、０．００５％或更少的Ｓ，以及余量的Ｆｅ和不可避免的杂质，其中微结构含有至少约７５面积百分比的贝氏铁素体和针状铁素体的混合物。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：安晟秀，俞张镕，曹尚铉，
申请(专利权)人：POSCO公司，
类型：发明
国别省市：KR[韩国]
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