極低溫韌性優(yōu)異的厚鋼板的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及極低溫韌性優(yōu)異的厚鋼板，詳細地說，是涉及即使Ni含量減少至 5. 0~7. 5%左右，-196°C以下的極低溫下的韌性[特別是板寬方向（C方向）的韌性]仍 良好的厚鋼板。以下雖是以上述曝露在極低溫下的面向液化天然氣（LNG)的厚鋼板（代表 性的有儲藏罐、運輸船等）為中心進行說明，但本發(fā)明的厚鋼板并沒有限定于此的意思，而 是可全面適用于曝露在_196°C以下這一極低溫下的用途中所使用的厚鋼板。
【背景技術(shù)】
[0002] 用于液化天然氣（LNG)的儲藏罐的LNG罐用厚鋼板，除了要求有高強度以外，還要 求有可耐受_196°C的極低溫的高韌性。至今為止，作為用于上述用途的厚鋼板，使用的是含 有9%左右的Ni (9% Ni鋼）的厚鋼板，而近年來，因為Ni的價格上升，所以低于9%的，甚 至在很少的Ni含量下，極低溫韌性仍優(yōu)異的厚鋼板的開發(fā)被推進。
[0003]例如在非專利文獻1中，記述了關(guān)于a - y 2相共存域熱處理對6% Ni鋼的低溫 韌性造成的影響。詳細地說記載有如下等：在回火處理之前，通過施加在a-Y2相共存域 (Acl~Ac3間）的熱處理（L處理），能夠帶來與受到普通的淬火回火處理的9% Ni鋼同等 以上的、-196°C下的極低溫韌性；該熱處理另外還使C方向（板寬方向）試驗片的韌性提 高；這些效果是基于有大量的微細且面對極低溫下的沖擊載荷仍保持穩(wěn)定的殘留奧氏體的 存在。但是，根據(jù)上述方法，雖然乳制方向（L方向）的極低溫韌性優(yōu)異，但是板寬方向（C 方向）的極低溫韌性有比L方向差的傾向。另外，沒有脆性斷面率的記載。
[0004]與上述非專利文獻1同樣的技術(shù)，記載于專利文獻1和專利文獻2中。其中，專利 文獻1中記述有一種方法，其是對于含有Ni為4. 0~10%，奧氏體粒度等被控制在既定范 圍內(nèi)的鋼進行熱乳之后，加熱至Ad~，接著進行冷卻的處理（相當于上述非專利文獻 1所述的L處理），將這一處理重復(fù)1次或2次以上后，以^相變點以下的溫度進行回火的 方法。另外，在專利文獻2中記述有一種方法，其是對于含有Ni為4. 0~10%，使熱乳前的 AlN的大小處于I y m以下的鋼，進行與上述專利文獻1同樣的熱處理（L處理一回火處理） 的方法。這些方法中記述的_196°C下的沖擊值（vE 196)，有可能是推測L方向的，而C方向 的上述韌性值不明。另外，這些方法中并未對強度予以考慮，沒有脆性斷面率記載。
[0005] 另外，在非專利文獻2中，記載有有關(guān)上述的L處理（二相域淬火處理）和TMCP 加以組合的LNG罐用6%Ni鋼的開發(fā)。根據(jù)該文獻，雖然記述乳制方向（L方向）的韌性顯 示出高的值，但是沒有記述板寬方向（C方向）的韌性值。
[0006]在專利文獻3中，記述有一種含有0. 3~10%的Ni，和既定量的Mg，既定粒徑的含 Mg氧化物粒子被適當分散的、570MPa級以上的焊接部韌性優(yōu)異的高韌性高張力鋼。在上述 專利文獻3中記述：通過含Mg氧化物的控制，加熱奧氏體粒徑得到微細化，母材和焊接熱影 響部（HAZ)的韌性提高；為此，重要的是脫氧元素添加前的0(氧）量，和Mg與其他的脫氧 元素的添加順序，在溶存氧量為0.001~0.02%的鋼液中同時添加Mg、Ti、Al后，進行鑄造 而成為鋼坯，或在Mg、Ti、Al的添加時，最后添加Al后，進行鑄造而成為鋼坯。在上述專利 文獻3的實施例中，記述有C方向的韌性值（斷裂轉(zhuǎn)變溫度vTrs)，9% Ni鋼的上述特性良 好（斷裂轉(zhuǎn)變溫度vTrs < -196°C )，5%鄰域的Ni鋼的上述特性為-140°C，要求進一步改 善。
[0007] 【現(xiàn)有技術(shù)文獻】
[0008] 【專利文獻】
[0009] 【專利文獻1】日本國特開昭49-135813號公報 [0010]【專利文獻2】日本國特開昭51-13308號公報
[0011] 【專利文獻3】日本國特開2001-123245號公報
[0012] 【非專利文獻】
[0013] 【非專利文獻1】矢野等，" a - y 2相共存域熱處理對6% Ni鋼的低溫韌性帶來的 影響"，鐵與鋼，第59年（1973)第6號，p752~763
[0014] 【非專利文獻2】古谷等，"LNG罐用6% Ni鋼的開發(fā)"，CAMP-ISIJ，Vol. 23 (2010)， P1322
[0015] 如上述，至今為止，在Ni含量為5. 0~7. 5 %左右的Ni鋼中-196°C下的極低溫韌 性優(yōu)異的技術(shù)雖被提出，但C方向的極低溫韌性未被充分研究。特別是強烈要求母材強度 高的（詳細地說，抗拉強度TS > 690MPa，屈服強度YS > 590MPa)高強度下的極低溫韌性進 一步提尚（C方向下的極低溫初性提尚）。
[0016] 另外，在上述文獻中，對于脆性斷面率沒有進行研究。脆性斷面率表示擺錘沖擊試 驗中施加載荷時發(fā)生的脆性斷裂的比例。在脆性斷裂發(fā)生的部位，鋼材達到斷裂所吸收的 能量顯著變小，致使斷裂容易進行，因此在極低溫韌性提高技術(shù)中，不僅通用的擺錘沖擊值 (VE 196)的提高是重要的條件，使脆性斷面率為10%以下也是極其重要的要件。但是，如上 述在母材強度高的高強度厚鋼板中，滿足脆性斷面率的上述要件的技術(shù)還未提出。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0017] 本發(fā)明鑒于上述情況而形成，其目的在于，提供一種高強度厚鋼板，其在Ni含量 為5. 0~7. 5%左右的Ni鋼中，能夠?qū)崿F(xiàn)-196°C下的極低溫韌性（特別是C方向的極低溫 韌性）優(yōu)異，脆性斷面率< 10%。
[0018] 能夠解決上述課題的本發(fā)明的極低溫韌性優(yōu)異的厚鋼板，是以質(zhì)量％計，含有C: 0? 02 ~0? 10%、Si :0? 40% 以下（不含 0% )、Mn :0? 50 ~2. 0%、P :0? 007% 以下（不含 0% )、S :0? 007% 以下（不含 0% )、A1 :0? 005 ~0? 050%、Ni :5. 0 ~7. 5%、N :0? 010% 以 下（不含〇 % )，余量是鐵和不可避免的雜質(zhì)的厚鋼板，其具有的要旨在于，存在于鋼中的最 大直徑大于0.1 y m的Mn系夾雜物的含量為0. 001~0. 07質(zhì)量％，并且，在-196°C下存在 的殘留奧氏體相的分率為2. 0~12. 0體積％。
[0019] 在本發(fā)明的優(yōu)選的實施方式中，上述鋼板，還含有Cu :1.0%以下（不含0% )。
[0020] 在本發(fā)明的優(yōu)選的實施方式中，上述鋼板，還含有從Cr :1.20%以下（不含0% ) 和Mo :1. 0%以下（不含0% )所構(gòu)成的群中選擇的至少一種。
[0021] 在本發(fā)明的優(yōu)選的實施方式中，上述鋼板，還含有從Ti :0.025 %以下（不含 0% )、Nb :0? 100%以下（不含0% )和V :0? 50%以下（不含0% )所構(gòu)成的群中選擇的至 少一種。
[0022] 在本發(fā)明的優(yōu)選的實施方式中，上述鋼板，還含有B :0. 0050%以下（不含0% )。
[0023] 在本發(fā)明的優(yōu)選的實施方式中，上述鋼板，還含有從Ca :0.0030%以下（不含 0% )、REM :0? 0050%以下（不含0% )、和Zr :0? 005%以下（不含0% )所構(gòu)成的群中選擇 的至少一種。
[0024] 在本發(fā)明的優(yōu)選的實施方式中，設(shè)_196°C下存在的殘留奧氏體相的分率為V(體 積％ )，最大直徑大于〇. I y m的Mn系夾雜物的含量為W(質(zhì)量％ )時，由V/W表示的C值為 150以上。
[0025] 根據(jù)本發(fā)明，能夠提供一種高強度厚鋼板，其在Ni含量為5.0~7. 5%左右的Ni 鋼中，即使母材強度高（詳細地說，抗拉強度TS > 690MPa，屈服強度YS > 590MPa)，-196°C 以下的極低溫韌性（特別是C方向的極低溫韌性）也優(yōu)異，滿足-196°C下的脆性斷面率 < 10% (優(yōu)選為-233°C下的脆性斷面率< 50% )。
【具體實施方式】
[0026] 本發(fā)明的厚鋼板的特征部分在于，在Ni含量為5.0~7. 5%左右的Ni鋼中，為了 進一步提高C方向的極低溫韌性，（一）將_196°C下存在的殘留奧氏體相（殘留Y相）的 分率控制在2. 0~12. 0體積％，并且（二）將存在于鋼中的最大直徑大于0.1 y m的Mn系 夾雜物（以下，有僅稱為Mn系夾雜物的情況。）的含量控制在0. 001~0. 07質(zhì)量％。特別 是通過上述（二）的適當?shù)乜刂芃n系夾雜物，從而固定使韌性劣化的固溶S，將其量抑制在 沒有不良影響的范圍，因此判明可實現(xiàn)非常優(yōu)異的極低溫韌性。
[0027] 以下，對于達成本發(fā)明的原委進行說明。
[0028] 本發(fā)明者們?yōu)榱颂峁┰贜i含量為7. 5%以下的Ni鋼中，_196°C以下的極低溫韌 性優(yōu)異的厚鋼板而反復(fù)研究。具體來說，在本發(fā)明中，從提供滿足C方向的_196°C下的脆性 斷面率彡10%、抗拉強度TS > 690MPa、屈服強度YS > 590MPa的全部特性的極低溫韌性優(yōu) 異的高強度厚鋼板這一觀點出發(fā)，首先，研究現(xiàn)有技術(shù)所述的文獻示范的方法。
[0029] 在上述文獻中教示有，為了提高5% Ni鋼的極低溫韌性，重要的是使_196°C下存 在的殘留奧氏體（殘留Y)穩(wěn)定化。另外還教示有，若綜合考慮制造方法，則推薦的方法 是在鋼液階段，控制脫氧元素添加前的溶存氧量，在此鋼液中，最后添加Al而進行鑄造，并 且在a - y 2相共存域（Acl~A J司）進行熱處理（L處理）之后，以A ^相變點以下的溫度 進行回火處理，由此，極低溫韌性提高。但是，根據(jù)本發(fā)明者們的研究結(jié)果判明，根據(jù)上述方 法，雖然L方向的極低溫韌性提高，但是C方向的極低溫韌性不充分，不能實現(xiàn)本發(fā)明所揭 示的上述的目標水平（C方向的在_196°C下的脆