钢板及其制造方法与流程

本发明涉及钢板，特别涉及兼具高强度和优异的低温韧性、能够适合用作液化气储藏用罐等的低温环境中使用的结构用钢的钢板。另外，本发明涉及上述钢板的制造方法。

背景技术：

1、对于液化气储藏用罐等的低温用结构物中使用的厚钢板，除了要求强度之外，从确保对低温下的脆性破坏的安全性的观点出发，还要求低温韧性优异。例如，液化天然气(lng)在lng的沸点即－164℃以下的低温下储藏，因此对lng储藏用罐中使用的厚钢板要求在－164℃以下的温度下具有优异的韧性。

2、因此，以往，在液化气储藏用罐等用途中，使用包含7％或9％的高浓度的ni的低温韧性优异的厚钢板。

3、例如，专利文献1中提出了通过对热轧钢板依次实施淬火处理、两相区淬火处理和回火处理来制造板厚40mm以上的9％ni钢的方法。

4、另外，专利文献2中提出了能够容易地制造具有优异的低温韧性的厚壁9％ni钢板的方法。在上述方法中，减少钢中的si量的同时赋予适当的热轧，控制微观组织，由此即使不实施两相区淬火处理也能够生成大量稳定的残余奥氏体(γ)，能够在宽的回火温度范围内得到优异的韧性。

5、专利文献3中提出了钢板的1/4t位置的原奥氏体的平均粗大粒径为20μm以下的韧性优异的含ni钢板。

6、现有技术文献

7、专利文献

8、专利文献1：日本特开平4－371520号公报

9、专利文献2：日本特开平6－184630号公报

10、专利文献3：国际公开第2020/136829号

技术实现思路

1、近年来，随着sox、nox的排放限制的强化，正在研究将船舶燃料从重油转换为lng，探索将7％ni钢板、9％ni钢板等ni含量高的钢板应用于船舶燃料用罐的主体。在该用途中，要求板厚比以往的地面储藏用罐更薄。而且，由于钢材需要量多，所以要求制造性优异的钢板。

2、但是，专利文献1～3中提出的现有技术存在以下问题。

3、即，在专利文献1中提出的9％ni钢的制造方法中，需要对热轧钢板实施淬火处理、两相区淬火处理和回火处理这3个阶段的热处理。因此，在制造成本和生产率方面不利。另外，上述两相区淬火处理需要使用设定为与通常的淬火处理不同的特殊温度的炉进行。因此，在应用上述方法的生产线中，存在不能制造其他产品这样的制造上的限制。

4、另外，在专利文献2中提出的厚壁9％ni钢板的制造方法中，需要将si含量严格控制在0.10质量％以下，成分设计的自由度低。

5、而且，为了制造专利文献3中提出的含ni钢板，需要在再加热淬火时的特定温度区域严格控制升温速度，因此在制造性的观点上存在问题。

6、本发明是鉴于上述实际情况而完成的，其目的在于提供兼具高强度和优异的低温韧性且制造性也优异的钢板及其制造方法。

7、为了实现上述课题，本发明人等以在低温环境下使用的结构用钢中含有适合的ni的钢板为对象，对钢板的成分组成、制造方法进行深入研究，得到了以下见解。

8、[1]将添加有5.0～10.0质量％的ni的钢坯材在压下比为5以上且最终5道次中的1道次当中的压下率为10％以上的道次数为2以上的条件下进行热轧而制成板厚40mm以下的热轧钢板，由此能够使奥氏体晶粒细粒化并整粒化。进而，其结果，即使在对上述热轧钢板实施再加热淬火和回火后得到的微观组织中，原奥氏体晶粒也被细粒化和整粒化，因此可得到优异的低温韧性。

9、[2]以往，为了实现优异的低温韧性，需要进行两相区淬火来提高残余奥氏体量。与此相对，在上述工艺中，可以通过热轧、再加热淬火和回火来使奥氏体晶粒细粒化、整粒化。因此，无需利用两相区淬火来增加残余奥氏体量，即使残余奥氏体的体积率小于3.0％，也可得到优异的低温韧性。因此，上述工艺中得到的钢板的制造性也优异。

10、本发明是对以上见解进一步进行研究而完成的，其主旨如下。

11、1.一种钢板，具有如下成分组成和微观组织，

12、所述成分组成以质量％计含有：

13、c：0.01～0.15％、

14、si：0.01～1.00％、

15、mn：0.10～2.00％、

16、p：0.010％以下、

17、s：0.0050％以下、

18、ni：5.0～10.0％、

19、al：0.002～0.100％、和

20、n：0.0080％以下，

21、剩余部分由fe和不可避免的杂质构成；

22、所述微观组织中，板厚1/4位置的残余奥氏体的体积率小于3.0％，

23、板厚1/2位置的原奥氏体晶粒的最大粒径为100μm以下，并且

24、板厚1/2位置的原奥氏体晶粒的粒径的上位5％的平均值b相对于原奥氏体晶粒的平均粒径a的比b/a为4.5以下；

25、所述钢板的板厚为40mm以下，

26、屈服强度为585mpa以上，

27、并且，拉伸强度为690mpa以上。

28、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：

29、cu：0.01～1.00％、

30、cr：0.01～1.50％、

31、mo：0.03～1.0％、

32、nb：0.001～0.030％、

33、v：0.01～0.10％、

34、ti：0.003～0.050％、

35、b：0.0003～0.0050％、

36、sn：0.01～0.30％、

37、sb：0.01～0.30％、

38、w：大于0％且2.00％以下、

39、co：大于0％且2.00％以下、

40、ca：0.0005～0.0050％、

41、mg：0.0005～0.0100％、

42、zr：0.0005～0.0050％、

43、ta：0.01～0.20％、

44、y：0.001～0.010％、和

45、rem：0.0010～0.0200％

46、中的至少一种。

47、3.一种钢板的制造方法，具有：

48、加热工序，将具有上述1或2所述的成分组成的钢坯材加热至900℃～1200℃的加热温度；

49、热轧工序，将经上述加热工序加热的钢坯材在压下比为5以上且最终5道次中的1道次当中的压下率为10％以上的道次数为2以上的条件下进行热轧而制成板厚40mm以下的热轧钢板；

50、冷却工序，将上述热轧钢板冷却；

51、再加热淬火工序，将上述冷却工序后的热轧钢板再加热至ac3点～900℃的再加热温度，进行淬火；以及

52、回火工序，将上述再加热淬火工序后的热轧钢板在500℃～650℃的回火温度下进行回火。

53、本发明的钢板兼具高强度和优异的低温韧性。另外，本发明的钢板可以通过在热轧工序后进行通常的再加热淬火和回火来制造，因此也能够在制造本发明的钢板的生产线上一并生产其他产品，制造性优异。