钢板及其制造方法与流程

本发明涉及韧性和耐腐蚀性优异的高强度钢板、特别是适于在低温且液氨环境下使用的罐等结构用构件的低温韧性和耐液氨应力腐蚀开裂性优异的高强度钢板及其制造方法。

背景技术：

1、随着近年能源需要的增加，利用能源运输船运输液化气正在盛行。为了能源运输船的高效运用，有时在罐中不仅运送lpg，还一起运送液氨。

2、这里，已知在处理液氨的碳钢制的配管、储槽、罐车、管线管等中引起液氨所导致的应力腐蚀开裂(以下为氨scc(stress corrosion cracking)。因此，对于液氨环境下使用的钢材，采取了应用氨scc敏感性低的钢材和抑制氨scc的工程措施。

3、例如，已知氨scc的发生与材料的强度相关，在使用碳钢时，通过控制为440mpa以下的屈服强度(ys)，可以避免氨所导致的应力腐蚀开裂。另一方面，从近年的罐大型化、削减钢材使用量的观点出发，钢板的高强度化的要求越来越高。

4、另外，由于lpg、液氨等液化气在低温下运输，所以这些液化气的储存用罐中使用的钢板要求优异的低温韧性。

5、在专利文献1和2中公开了用于满足如上所述的液化气储存用罐所需的低温韧性和强度范围的技术。在这些文献记载的技术中，通过对热轧后冷却的厚钢板进行多次热处理或对热轧后水冷的厚钢板进行多次热处理的方法来实现高的低温韧性和规定的强度特性。

6、现有技术文献

7、专利文献

8、专利文献1：日本特开平10－140235号公报

9、专利文献2：日本特开平10－168516号公报

技术实现思路

1、然而，在上述专利文献1和2记载的方法中，需要进行多次热处理，存在设备、能源所耗费的成本大的经济问题。

2、本发明的目的在于解决上述问题，提供供于在能源运输船中用于容纳液化气的储存用罐等的耐氨scc性和低温韧性优异的高强度的钢板及其制造方法。

3、为了实现上述目的，本发明人等使用tmcp工艺对钢板的低温韧性、强度特性的各种因素反复进行深入研究。其结果发现，如果在钢板中添加规定量以上的c、si、mn、n等元素，控制钢板的金属组织(微观组织)以使上述钢板的板厚的1/2位置的铁素体组织和贝氏体组织的合计体积率为60％以上，则可以有效地有助于实现所期望的低温韧性和强度特性。

4、进而发现，通过添加规定量以上的cu、cr、sb、sn等元素，将距上述钢板的表面1.0mm深度的位置的硬度控制为hv300以下，能够得到液氨环境下的耐scc性，省略现有技术那样耗费成本的热处理。

5、本发明是基于上述见解而完成的，即，本发明的主旨如下。

6、1.一种钢板，具有以下成分组成：以质量％计含有c：0.010～0.200％、si：0.01～0.50％、mn：0.50～2.50％、al：0.060％以下、n：0.0010～0.0100％、p：0.020％以下、s：0.0100％以下和o：0.0100％以下，进一步含有cu：0.01～0.50％、cr：0.01～1.00％、sb：0.01～0.50％和sn：0.01～0.50％中的1种或2种以上，由下式(1)求出的cr值为0.70以上，剩余部分为fe和不可避免的杂质，

7、所述钢板具有以下的硬度特性：距上述钢板的表面1.0mm深度的位置的硬度为hv300以下，

8、并且，具有以下的金属组织：在上述钢板的板厚的1/2位置，贝氏体组织的体积率为20％以上且铁素体组织和贝氏体组织的合计体积率为60％以上。

9、cr＝2.3[cu]+2.8[cr]+7.3[sb]+3.6[sn]···式(1)

10、其中，[x]表示x元素的钢中含量(质量％)。

11、2.根据上述1所述的钢板，其中，上述成分组成以质量％计进一步含有选自ni：0.01～2.00％、mo：0.01～0.50％和w：0.01～1.00％中的1种以上。

12、3.根据上述1或2所述的钢板，其中，上述成分组成以质量％计进一步含有选自v：0.01～1.00％、ti：0.005～0.100％、co：0.01～1.00％、nb：0.005～0.100％、b：0.0001～0.0100％、ca：0.0005～0.0200％、mg：0.0005～0.0200％和rem：0.0005～0.0200％中的1种以上。

13、一种钢板的制造方法，对具有以下成分组成的钢坯材以轧制结束温度设为ar3相变点以上进行热轧，接着，进行从ar3相变点以上的冷却开始温度到600℃以下的冷却停止温度的冷却，

14、所述成分组成以质量％计含有c：0.010～0.200％、si：0.01～0.50％、mn：0.50～2.50％、al：0.060％以下、n：0.0010～0.0100％、p：0.020％以下、s：0.0100％以下和o：0.0100％以下，

15、进一步含有cu：0.01～0.50％、cr：0.01～1.00％、sb：0.01～0.50％和sn：0.01～0.50％中的1种或2种以上，由下式(1)求出的cr值为0.70以上，剩余部分为fe和不可避免的杂质，

16、在上述冷却中，将距钢板的表面1.0mm深度的位置的冷却速度设为150℃/s以下，并且将钢板的板厚的1/2位置的冷却速度设为10℃/s以上。

17、cr＝2.3[cu]+2.8[cr]+7.3[sb]+3.6[sn]···式(1)

18、其中，[x]表示x元素的钢中含量(质量％)。

19、5.根据上述4所述的钢板的制造方法，其中，上述钢坯材的成分组成以质量％计进一步含有选自ni：0.01～2.00％、mo：0.01～0.50％和w：0.01～1.00％中的1种以上。

20、6.根据上述4或5所述的钢板的制造方法，其中，上述钢坯材的成分组成以质量％计进一步含有选自v：0.01～1.00％、ti：0.005～0.100％、co：0.01～1.00％、nb：0.005～0.100％、b：0.0001～0.0100％、ca：0.0005～0.0200％、mg：0.0005～0.0200％和rem：0.0005～0.0200％中的1种以上。

21、根据本发明，能够以廉价的工序提供低温韧性即低温下的耐冲击特性和耐氨scc性优异、具有适于在低温且液氨环境下使用的罐等结构用构件的高强度的钢板。

技术特征：

1.一种钢板，具有以下成分组成：以质量％计含有c：0.010～0.200％、si：0.01～0.50％、mn：0.50～2.50％、al：0.060％以下、n：0.0010～0.0100％、p：0.020％以下、s：0.0100％以下和o：0.0100％以下，进一步含有选自cu：0.01～0.50％、cr：0.01～1.00％、sb：0.01～0.50％和sn：0.01～0.50％中的1种或2种以上，由下式(1)求出的cr值为0.70以上，剩余部分为fe和不可避免的杂质；

2.根据权利要求1所述的钢板，其中，所述成分组成以质量％计进一步含有选自ni：0.01～2.00％、mo：0.01～0.50％和w：0.01～1.00％中的1种以上。

3.根据权利要求1或2所述的钢板，其中，所述成分组成以质量％计进一步含有选自v：0.01～1.00％、ti：0.005～0.100％、co：0.01～1.00％、nb：0.005～0.100％、b：0.0001～0.0100％、ca：0.0005～0.0200％、mg：0.0005～0.0200％和rem：0.0005～0.0200％中的1种以上。

4.一种钢板的制造方法，对具有以下成分组成的钢坯材以轧制结束温度设为ar3相变点以上进行热轧，接着，进行从ar3相变点以上的冷却开始温度到600℃以下的冷却停止温度的冷却，

5.根据权利要求4所述的钢板的制造方法，其中，所述钢坯材的成分组成以质量％计进一步含有选自ni：0.01～2.00％、mo：0.01～0.50％和w：0.01～1.00％中的1种以上。

6.根据权利要求4或5所述的钢板的制造方法，其中，所述钢坯材的成分组成以质量％计进一步含有选自v：0.01～1.00％、ti：0.005～0.100％、co：0.01～1.00％、nb：0.005～0.100％、b：0.0001～0.0100％、ca：0.0005～0.0200％、mg：0.0005～0.0200％和rem：0.0005～0.0200％中的1种以上。

技术总结本发明提供耐氨SCC性和低温韧性优异的高强度钢板，其供于在能源运输船中用于容纳液化气的储存用罐等。钢板具有规定的成分组成，特别是具有以下成分组成：含有Cu：0.01～0.5％、Cr：0.01～1.0％、Sb：0.01～0.50％和Sn：0.01～0.50％中的1种或2种以上，且上述Cu、Cr、Sb和Sn的含量满足规定的关系，另外，钢板具有以下的硬度特性：距钢板的表面1.0mm深度的位置的硬度为Hv300以下；并且具有以下的金属组织：在上述钢板的板厚的1/2位置，贝氏体组织的体积率为20％以上且铁素体组织和贝氏体组织的合计体积率为60％以上。技术研发人员：安田恭野,塩谷和彦受保护的技术使用者：杰富意钢铁株式会社技术研发日：技术公布日：2024/8/5