專(zhuān)利名稱(chēng)：沖擊吸收性和母材韌性?xún)?yōu)異的鋼板的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種沖擊吸收性和母材韌性?xún)?yōu)異的、抗拉強(qiáng)度在490MPa以上的鋼板。
背景技術(shù)：
為了防止船舶彼此的沖擊和船舶的觸礁等發(fā)生時(shí)產(chǎn)生的向船舶內(nèi)的浸水和載貨、燃料等的流出，作為該船體用鋼材，提出有各種各樣的鋼材。例如在專(zhuān)利文獻(xiàn)1中，公開(kāi)有一種鋼板，其組織為鐵系體所占面積率80％以上的鐵素體主體，該鐵素體的硬度在Hv160以上，第二相(鐵素體以外的相)的平均當(dāng)量圓直徑為5μm以下，通過(guò)形成提高了強(qiáng)度的鐵素體主體的組織來(lái)提高沖擊吸收能量。
但是，在該技術(shù)中，第二相的平均當(dāng)量圓直徑為4μm以上，若第二相為該尺寸且鐵素體相像上述那樣硬，則被認(rèn)為難以提高母材韌性。
在專(zhuān)利文獻(xiàn)2中指出，通過(guò)使鋼板的至少板厚的1/8以上的正背層含有以面積率計(jì)為1.0～20％的殘留γ，能夠確保希望的沖擊能量吸收能。但是，因?yàn)闊o(wú)法使殘留γ在鋼板整個(gè)區(qū)域分散，考慮到板厚方向的特性偏差大，所以很難說(shuō)能夠充分提高鋼板整體的沖擊吸收能。另外，在該專(zhuān)利文獻(xiàn)2中，通過(guò)使上述殘留γ細(xì)微分散于鐵素體基材(matrix)中，還能夠提高耐延展性破壞性能。此外，為了形成該組織控制軋制有效，詳細(xì)地說(shuō)就是表示為，將鑄片直接或加熱到Ac3以上的溫度后，進(jìn)行熱軋，且把軋制結(jié)束溫度設(shè)為Ar3+100℃～Ar3-50℃的溫度范圍。但在該工序中，難以進(jìn)一步使殘留γ細(xì)微化，被認(rèn)為難以充分提高母材韌性。
另外在專(zhuān)利文獻(xiàn)3中規(guī)定有使組織由鐵素體和硬質(zhì)相構(gòu)成，該鐵素體相相分率60％以上，硬度Hv150以下，平均粒徑5μm以上，且將硬質(zhì)相的軋制方向/板厚方向的縱橫比設(shè)為2以上。通過(guò)如此使硬質(zhì)相的縱橫比為2以上，旨在改善同樣延伸(均一延伸)，但被認(rèn)為有特性的各向異性發(fā)生。另外硬質(zhì)相的尺寸，從專(zhuān)利文獻(xiàn)3的

圖1可知，因?yàn)槭桥c鐵素體相同等的尺寸，所以難以確保充分高的母材韌性。
專(zhuān)利文獻(xiàn)1特開(kāi)平11-193438號(hào)公報(bào)(表2)專(zhuān)利文獻(xiàn)2特開(kāi)平11-246934號(hào)公報(bào)(專(zhuān)利要求的范圍，段落 ，段落 ，段落 )專(zhuān)利文獻(xiàn)3特開(kāi)2001-262272號(hào)公報(bào)發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明鑒于這樣的情況而形成，其目的在于，提供一種沖擊吸收性和母材韌性?xún)?yōu)異的鋼板。
所謂本發(fā)明的沖擊吸收性和母材韌性?xún)?yōu)異的鋼板，具有如下特征以質(zhì)量％計(jì)(以下對(duì)于成分均相同)，滿足C0.02～0.10％、Si0.05～0.50％、Mn1.0～1.6％、P0.05％以下(不含0％)、S0.05％以下(不含0％)、Al0.015～0.06％、N0.01％以下(不含0％)，余量由Fe和不可避免雜質(zhì)組成，由下述式(1)表示的Ceq為0.31以上，由下述式(2)表示的Di*為4.0以下，金屬組織滿足占全部組織的鐵素體的所占面積率超過(guò)90％(面積％的意思，對(duì)于組織以下相同)，平均鐵素體粒徑3～12μm，最大鐵素體粒徑40μm以下，以及第二相的平均當(dāng)量圓直徑0.8μm以下，并且，抗拉強(qiáng)度為490MPa以上。
Ceq＝C+Si/24+Mn/6+Ni/40+Cr/5+Mo/4...(1)
Di*＝C0.5×(1+0.64 Si)×(1+4.10 Mn)×(1+2.33 Cr)×(1+3.14 Mo)×(1+0.27 Cu)×(1+0.52 Ni)×[1+1.5(0.90-C)×B2] ...(2){式(1)、(2)中，C、Si、Mn、Ni、Cr、Mo、Cu、B，表示各元素的含量(質(zhì)量％)}另外本發(fā)明的鋼板，由下述式(3)表示的KMs為490以下，且如果所述金屬組織含殘留奧氏體0.5～10％，則因?yàn)闆_擊吸收性更優(yōu)異而為優(yōu)選。
KMs＝-39Mn-10Cu-17Ni-20Cr-5Mo+550…(3){式(3)中，Mn、Cu、Ni、Cr、Mo，表示各元素的含量(質(zhì)量％)}所述鋼板，(a)此外作為其他元素，也可以含有從如下組成的群中選擇出的一種以上Cu0.35％以下(不含0％)、Ni0.40％以下(不含0％)、Cr0.20％以下(不含0％)、及Mo0.08％以下(不含0％)。
(b)另外，還包含Ti0.1％以下(不含0％)，且如果所述Ti、N和Al滿足下述式(4)和(5)，因?yàn)椴坏軌虼_保沖擊吸收能和母材韌性，而且也能夠確保焊接性所以?xún)?yōu)選。
N≥0.292×Ti…(4)Al≥1.93×N-0.564×Ti…(5){式(4)(5)中，N、Ti、Al表示各元素的含量(質(zhì)量％)}此外作為其他的元素，也可以包含(c)B0.005％以下(不含0％)，及/或Nb0.05％以下(不含0％)(d)從Ca、Mg和REM構(gòu)成的群選擇的一種以上0.1％以下(不含0％)。
還有，上述鐵素體的所占面積率，平均鐵素體粒徑，最大鐵素體粒徑，第二相的平均當(dāng)量圓直徑，及殘留奧氏體的所占面積率，是根據(jù)后述的實(shí)施例所示的方法測(cè)定的值。
本發(fā)明的鋼板，因?yàn)轱@示出高的沖擊吸收能，并且母材韌性也優(yōu)異，所以在用于例如船體外壁的情況下，能夠防止在船舶彼此的沖擊和船舶的觸礁等發(fā)生時(shí)，向船舶內(nèi)的浸水和載貨、燃料等的流出。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明者們，為了得到?jīng)_擊吸收性?xún)?yōu)異(顯示出高的沖擊吸收能)，并且母材韌性也優(yōu)異的鋼板而進(jìn)行銳意研究。其結(jié)果發(fā)現(xiàn)，規(guī)定成分組成，并且形成組織形態(tài)，特別控制鐵素體的所占面積率，平均粒徑和最大粒徑，還有第二相的尺寸即可。以下，對(duì)具有本發(fā)明特征的組織進(jìn)行說(shuō)明。
<平均鐵素體粒徑3～12um>
首先在本發(fā)明中，將平均鐵素體粒徑設(shè)為12μm以下。這是因?yàn)槿羝骄F素體粒徑比其大，則母材韌性劣化，并且均一延伸降低，難以確保優(yōu)異的沖擊吸收性。平均鐵素體粒徑優(yōu)選為10μm以下。另一方面，若平均鐵素體粒徑過(guò)小，則均一延伸變小，因?yàn)闆_擊吸收能降低，所以將平均鐵素體粒徑的下限設(shè)為3μm。
<最大鐵素體粒徑40μm以下>
在對(duì)鋼板施加變形時(shí)，應(yīng)力集中于最大的晶粒。另外，晶粒的最大徑越大集中的應(yīng)力越高。其結(jié)果，均一延伸變小，沖擊吸收能降低。由此在本發(fā)明中，將最大鐵素體粒徑的上限規(guī)定為40μm。優(yōu)選為30μm以下。
<占全部組織的鐵素體的所占面積率超過(guò)90％>
在本發(fā)明中發(fā)現(xiàn)，以滿足上述必要條件的鐵素體使組織均一化，由此能夠使沖擊吸收性顯著提高，特別是要使該鐵素體超過(guò)90％。優(yōu)選為95％以上。
<第二相的平均當(dāng)量圓直徑0.8μm以下>
本發(fā)明的鋼板，作為上述鐵素體以外的組織(第二相)，包含MA(Martensite-Austenite constituent)和殘留γ，珠光體，碳化物等，但是，若此第二相粗大，則在變形時(shí)成為破壞的起點(diǎn)使母材韌性劣化。因此，在本發(fā)明中將第二相的平均圓相當(dāng)直徑設(shè)為0.8μm以下。優(yōu)選0.7μm以下。
<占整體組織的殘留奧氏體(殘留γ、γR)的所占面積率0.5～10％>
通過(guò)在組織中使殘留γ存在而使TRIP現(xiàn)象出現(xiàn)，能夠進(jìn)一步提高延展性，進(jìn)一步使沖擊吸收性提高。為了使這樣的效果充分發(fā)揮，可以使殘留γ存在0.5％以上。更優(yōu)選為1.0％以上。但是，若如殘留γ的硬質(zhì)的第二相大量存在，上述鐵素體的所占面積率相對(duì)地降低，則將不能確保優(yōu)異的沖擊吸收性，所以殘留γ至多為10％。
如上所述，為了使殘留γ存在，推薦由下述式(3)表示的KMs滿足490以下。該KMs是奧氏體穩(wěn)定化元素量的指標(biāo)，該值越小，殘留γ越能穩(wěn)定地存在，可期待充分的TRIP效果的出現(xiàn)。KMs更優(yōu)選為485以下。
KMs＝-39Mn-10Cu-17Ni-20Cr-5 Mo+550 …(3){式(3)中，Mn、Cu、Ni、Cr、Mo，表示各元素的含量(質(zhì)量％)}如上述，本發(fā)明特征在于特別是控制組織形態(tài)這一點(diǎn)，但為了容易地控制這樣的組織形態(tài)，且得到顯示出優(yōu)異的母材韌性和高強(qiáng)度的鋼板，需要按下述這樣控制成分組成。
<C0.02～0.10％>
C是強(qiáng)化元素，是有助于鐵素體所占面積率和第二相尺寸、殘留γ的形成的元素。為了確保充分的強(qiáng)度，需要將C量設(shè)為0.02％以上，從確保殘留γ達(dá)到規(guī)定量的觀點(diǎn)出發(fā)，也最好使上述量的C含有。其優(yōu)選為0.03％以上。另一方面，若C量過(guò)量，則確保規(guī)定量的鐵素體很困難。另外，第二相的當(dāng)量圓直徑變大，將難以確保優(yōu)異的母材韌性和延展性。因此C為0.10％以下。優(yōu)選為0.08％以下。
<Si0.05～0.50％>
Si是作為脫氧劑起作用的元素，另外作為鐵素體的固溶強(qiáng)化元素，也是有助于強(qiáng)度的提高的元素。此外也有抑制γ的分解的效果，還有助于殘留γ的形成。為了使這些效果充分發(fā)揮，可以讓Si量為0.05％以上，優(yōu)選為0.1％以上。但是，若Si過(guò)量，則不僅沖擊吸收性，而且母材韌性和HAZ韌性也會(huì)劣化，因此Si量為0.50％以下。優(yōu)選為0.45％以下。
<Mn1.0～1.6％>
Mn作為脫氧劑起作用，另外，也是奧氏體穩(wěn)定化元素，有助于殘留γ的形成。此外，還是使相變溫度降低，有助于鐵素體細(xì)微化的元素。
為了使這些效果充分發(fā)揮，將Mn量設(shè)為1.0％以上。優(yōu)選為1.2％以上。另一方面，若Mn量變得過(guò)量，則淬火性提高到需要以上，鐵素體的最大粒徑反而變大，導(dǎo)致延展性的降低。因此Mn量抑制在1.6％以下。
<P0.05％以下(不含0％)，S0.05％以下(不含0％)>
因?yàn)檫@些元素使鋼材脆化，所以最好極力減少，在本發(fā)明中將P設(shè)為0.05％以下(優(yōu)選為0.03％以下)，S為0.05％以下(優(yōu)選為0.03％以下)。
<Al0.015％～0.06％>
Al是對(duì)鋼材的脫氧有效的元素，另外將鋼中的固溶N作為AlN固定，有效地起到延展性的劣化防止作用。為了使該效果充分發(fā)揮，將Al量設(shè)為0.015％以上，優(yōu)選為0.02％以上。另一方面，若Al量變得過(guò)量，則因?yàn)橛操|(zhì)粗大的非金屬夾雜物(Al2O3)生成，母材韌性劣化，所以其為0.06％以下，優(yōu)選為0.04％以下。
<N0.01％以下(不含0％)>
N形成TiN而改善HAZ韌性，是對(duì)優(yōu)異的焊接性的確保有效的元素。為了使該效果發(fā)揮，優(yōu)選使N含有0.001％以上(更優(yōu)選為0.003％以上)。另一方面，若N過(guò)量含有，則上述TiN粗大化，HAZ韌性反而易于劣化。因此，N量為0.01％以下。優(yōu)選為0.008％以下。
還有，含有Ti，通過(guò)TiN的形成確實(shí)地提高HAZ韌性時(shí)，上述N量和Ti量的關(guān)系，上述N量跟Ti量和Al量的關(guān)系，滿足后述的式(4)和式(5)。
<Ceq≥0.31>
下式(1)所表示的Ceq是鋼板強(qiáng)度的指標(biāo)，有該值越高強(qiáng)度越高的傾向。在本發(fā)明中，為了抗拉強(qiáng)度達(dá)到490MPa以上，并且得到優(yōu)異的沖擊吸收性，而將上述Ceq規(guī)定為0.31以上。優(yōu)選為0.33以上。還有，從耐裂紋性的觀點(diǎn)出發(fā)，優(yōu)選將上述Ceq設(shè)為0.40以下。
Ceq＝C+Si/24+Mn/6+Ni/40+Cr/5+Mo/4...(1){式(1)中，C、Si、Mn、Ni、Cr、Mo表示各元素的含量(質(zhì)量％)}<Di*≤4.0>
下述式(2)表示的Di*是淬火性的指標(biāo)，該值越高淬火性越高。在本發(fā)明中，若淬火性提高要需要以上，則在熱軋后的冷卻中有粗大的貝氏體形成，最大鐵素體粒徑變大而延展性降低。因此，在本發(fā)明中，將Di*設(shè)為4.0以下。優(yōu)選為3.8以下。
Di*＝C0.5×(1+0.64 Si)×(1+4.10 Mn)×(1+2.33 Cr)×(1+3.14 Mo)×(1+0.27 Cu)×(1+0.52 Ni)×[1+1.5(0.90-C)×B2] ...(2){式(2)中，C、Si、Mn、Cr、Mo、Cu、Ni、B，表示各元素的含量(質(zhì)量％)}
本發(fā)明中規(guī)定的含有元素如上所述，余量是Fe和不可避免的雜質(zhì)，作為該不可避免的雜質(zhì)，可以允許由于原料、物資、制造設(shè)備等的狀況所帶來(lái)的元素的混入。另外，也可以進(jìn)一步積極地含有下述元素。
<從下述的群中選擇一種以上Cu0.35％以下(不含0％)、Ni0.40％以下(不含0％)、Cr0.20％以下(不含0％)、和Mo0.08％以下(不含0％)>
這些元素，是在由上述式(3)規(guī)定的KMs的式中作為負(fù)項(xiàng)起作用的元素，是使殘留γ穩(wěn)定，對(duì)改善強(qiáng)度和延展性的平衡有效的元素。為了使上述效果發(fā)揮，優(yōu)選Cu的情況為0.1％以上，Ni的情況為0.1％以上，Cr的情況為0.02％以上，Mo的情況為0.02％以上。另一方面，若這些元素過(guò)量地含有，則淬火性提高到需要以上，鐵素體粒徑粗大化，沖擊吸收能變小。因此，優(yōu)選Cu為0.35％以下，Ni為0.40％以下，Cr為0.20％以下，Mo為0.08％以下。
<Ti0.1％以下(不含0％)>
<N≥0.292×Ti>
<Al≥1.93×N-0.564×Ti>
Ti形成TiN而改善HAZ韌性，是對(duì)確保優(yōu)異的焊接性有效的元素。為了使該效果發(fā)揮，優(yōu)選使Ti含有0.002％以上(更優(yōu)選為0.005％以上)。另外，為了通過(guò)上述TiN的形成來(lái)確實(shí)地提高HAZ韌性，使Ti量和N量的關(guān)系滿足下述式(4)，從而使TiN細(xì)微化是有效的。
N≥0.292×Ti …(4){上述式中，N、Ti表示各元素的含量(質(zhì)量％)}如上述式(4)所示，通過(guò)提高相對(duì)于Ti的N的原子比，能夠使TiN細(xì)微，但是，若過(guò)量的固溶N存在，則HAZ韌性反而劣化。因此在本發(fā)明中，對(duì)于上述Ti和N，可以通過(guò)滿足下述式(5)的方式而使Al含有，將固溶N作為AlN固定，使HAZ進(jìn)一步提高。
Al≥1.93×N-0.564×Ti …(5){上述式中，Al、N、Ti表示各元素的含量(質(zhì)量％)}
另一方面，若Ti過(guò)量含有，則TiN粗大化，HAZ韌性反而容易劣化，由此，優(yōu)選Ti量為0.1％以下，更優(yōu)選為0.05％以下，進(jìn)一步優(yōu)選為0.03％以下。
<B0.005％以下(不含0％)，及/或Nb0.05％以下(不含0％)>
B、Nb是提高鋼材的淬火性，使HAZ部的組織細(xì)微，使HAZ韌性提高，對(duì)確保優(yōu)異的焊接性有效的元素。為了使該效果發(fā)揮，優(yōu)選B的情況為0.0003％以上，Nb的情況為0.01％以上。但是，若B過(guò)量含有，則淬火性變得過(guò)高，粗大的貝氏體形成，最大鐵素體粒徑變大。因此，B為0.005％以下。另外，若Nb過(guò)量含有，則作為NbC在母材中析出，使母材韌性和均一延伸降低。因此，Nb為0.05％以下。
<從Ca、Mg和REM構(gòu)成的群中選擇一種以上0.1％以下(不含0％)>
Ca、Mg、REM(稀土族元素、La、Ce等)，是使夾雜物細(xì)微化，對(duì)改善HAZ韌性有效的元素，若從Ca、Mg和REM構(gòu)成的群中選擇的一種以上為0.001％以上，則該效果被充分發(fā)揮。但是，因?yàn)镃a、Mg、REM過(guò)量地存在，上述效果也只會(huì)飽和，所以它們優(yōu)選合計(jì)為0.1％以下。
本發(fā)明沒(méi)有規(guī)定上述鋼板的制造方法，但為了確保地得到上述組織，推薦以下述條件制造。
<熱軋中的最終軋制的溫度700～850℃>
<熱軋中的最終軋制的壓縮率20％以上>
通過(guò)使熱軋后的組織細(xì)微化，能夠使所得到的鋼板的組織確實(shí)地細(xì)微化。若上述最終軋制溫度過(guò)低，則因?yàn)闀?huì)在鐵素體相變區(qū)域軋制，所以不能使熱軋后的組織細(xì)微化。因此，最終軋制溫度優(yōu)選為700℃以上(更優(yōu)選為720℃以上)。另一方面，若最終軋制溫度過(guò)高，則軋制剛完后奧氏體復(fù)原，再結(jié)晶產(chǎn)生，所以不能使熱軋后的組織細(xì)微化。因此，最終軋制溫度優(yōu)選為850℃以下(更優(yōu)選為800℃以下)。
另外，如果最終軋制時(shí)不實(shí)施充分的加工，則不能帶給奧氏體充分的應(yīng)變，不能使熱軋后的組織細(xì)微化，因此最終軋制時(shí)的壓縮率設(shè)為20％以上(更優(yōu)選為40％以上)。
<熱軋后的冷卻在700℃到500℃的溫度區(qū)域以3℃/s以上冷卻>
熱軋后，通過(guò)在700℃到500℃的溫度區(qū)域進(jìn)行3℃/s以上(更優(yōu)選為4.0℃/s以上)的冷卻，能夠抑制鐵素體相變溫度的降低和相變的鐵素體的粒成長(zhǎng)，作為結(jié)果，能夠?qū)崿F(xiàn)組織，特別是平均鐵素體粒徑的細(xì)微化。還有，上述冷卻速度的上限沒(méi)有特別限定，不過(guò)在本發(fā)明的鋼板中，其上限為30℃/s左右。
<再加熱溫度在(Tcl-50℃)～(Tcl+50℃)保持三分鐘以上但是，Tcl＝80.67C+14.10Si+43.06Mn+29.73Cr-102.87Mo-21.07Cu-43.27Ni+729>
通過(guò)在上述熱軋·冷卻后，再加熱到上述溫度區(qū)域，能夠?qū)⑼ㄟ^(guò)上述熱軋工序一部分形成的珠光體、貝氏體或MA，形成規(guī)定尺寸的鐵素體和細(xì)微的第二相(球狀滲碳體等)。另外，對(duì)殘留γ的形成也有效。為了使該作用效果發(fā)揮，特別推薦將再加熱溫度設(shè)為(Tcl-50℃)以上，更優(yōu)選為(Tcl-40℃)以上，且在該溫度保持三分鐘以上(優(yōu)選為10分鐘以上)。
另一方面，若再加熱溫度過(guò)高，則MA粗大化，母材韌性降低因此不為優(yōu)選。因此為(Tcl+50℃)以下，更優(yōu)選為(Tcl+40℃)以下。
還有，為了確保殘留奧氏體為0.5％以上而使TRIP現(xiàn)象出現(xiàn)，以實(shí)現(xiàn)延展性和沖擊吸收性能的進(jìn)一步改善，推薦在(Tcl+10℃)～(Tcl+50℃)的溫度范圍進(jìn)行上述再加熱三分鐘以上，再以2℃/s以上的冷卻速度從該加熱后的600℃到500℃的溫度區(qū)域進(jìn)行冷卻。通過(guò)在該溫度區(qū)域進(jìn)行再加熱，而使碳化物或MA能夠部分地成為奧氏體，通過(guò)以上述速度冷卻，能夠以室溫使殘留γ殘存。
本發(fā)明特別是以厚鋼板為對(duì)象，板厚約7mm以上，上限沒(méi)有被特別限定，但通常為60mm以下程度。
以下，列舉實(shí)施例更具體地說(shuō)明本發(fā)明的構(gòu)成和作用效果，但本發(fā)明當(dāng)然不受下述實(shí)施例限制，也可以在能夠適合于前·后述的宗旨的范圍加以適當(dāng)?shù)刈兏鴮?shí)施，這些均包含于本發(fā)明的技術(shù)范圍。
實(shí)施例熔煉而得到表1所示的化學(xué)成分組成的鋼材(形狀120mm×170mm×200mm)。將其以1200℃加熱30分鐘后，進(jìn)行多道軋制使板厚成為60mm，之后放冷至800℃，再進(jìn)行多道軋制板厚成為30mm后冷卻。最終一道軋制(最終軋制)以壓縮率50％實(shí)施。表2表示最終一道軋制(最終軋制)中的最終軋制溫度、從該最終軋制后的700℃到500℃的溫度區(qū)域的冷卻速度。另外，在該熱軋后再加熱，在該溫度保持一定時(shí)間(再加熱溫度和保持時(shí)間在表2表示)，其后，從600℃到500℃的溫度區(qū)域以表2表示的速度冷卻。
使用這樣得到的鋼板，以下述要領(lǐng)進(jìn)行金屬組織的觀察，并且測(cè)定抗拉特性，評(píng)價(jià)沖擊吸收性。另外，進(jìn)行母材韌性和HAZ韌性的評(píng)價(jià)。
<金屬組織的觀察>
金屬組織，以能夠觀察鋼板的t/4(t為板后，以下相同)部位的C方向的方式調(diào)制試樣，以下述要領(lǐng)測(cè)定平均鐵素體粒徑、最大鐵素體粒徑、鐵素體所占面積率、第二相尺寸，及殘留γ的所占面積率。
●平均鐵素體粒徑用3％硝酸乙醇腐蝕液腐蝕試樣后，以掃描型電子顯微鏡拍攝倍率2000倍、10視野的照片。從該顯微鏡照片以線段法(JISG 0552)求得平均鐵素體粒徑。
●最大鐵素體粒徑用べラハ試劑(液體成分Na2S2O3·5H2O…16g，K2S2O…3g，H2O…94mL)腐蝕試樣后，以光學(xué)顯微鏡倍率400倍拍攝10視野的彩色照片，在同樣的對(duì)比的區(qū)域判別同方位的鐵素體粒，將此邊界作為晶界進(jìn)行描圖，以圖像分析軟件(microcedia社制Image-pro)進(jìn)行分析，測(cè)定各鐵素體粒的面積。然后，在其中將最大的鐵素體粒的當(dāng)量圓直徑作為最大鐵素體粒徑。
●鐵素體所占面積率將3％硝酸乙醇腐蝕液腐蝕的試樣，以光學(xué)顯微鏡倍率400倍，拍攝10視野的照片，將白色的等軸狀的區(qū)域作為鐵素體，其他的區(qū)域作為第二相進(jìn)行描圖，用上述圖像分析軟件對(duì)其進(jìn)行分析，求得鐵素體的所占面積率(面積％)。
●第二相的平均當(dāng)量圓直徑將以3％硝酸乙醇腐蝕液腐蝕的試樣，以掃描型電子顯微鏡倍率2000倍，拍攝3視野的照片，將灰色或白色對(duì)比的區(qū)域作為第二相，從各粒子的面積算出當(dāng)量圓直徑，將其平均值做為第二相的平均當(dāng)量圓直徑。
●殘留奧氏體量(γR量)殘留奧氏體量通過(guò)測(cè)定試料的飽和磁化而求得。即，首先，從鋼板的t/4部位切出L30mm×W4mm，將其表面的氧化膜用砂紙研磨除去，如此作成試料。采用直流磁力測(cè)定裝置(理研電子株式會(huì)社制)，以外加磁場(chǎng)4kOe使磁場(chǎng)正極、負(fù)極反轉(zhuǎn)，把各個(gè)的飽和磁化的平均值作為試料(供試材)的飽和磁化而將其求得。然后，將上述測(cè)定值代入下述式(6)求得殘留奧氏體量(γR量)。
γR＝[(I-Im)/I]×100...(6)I標(biāo)準(zhǔn)試料的飽和磁化(gauss)Im試料(供試材)的飽和磁化(gauss)<抗拉特性的測(cè)定和沖擊吸收性的評(píng)價(jià)>
從各鋼板的t/4部位，相對(duì)于軋制方向在直角的方向采取JIS Z 2201的4號(hào)試驗(yàn)片，以JISZ 2241的要領(lǐng)進(jìn)行拉伸試驗(yàn)，測(cè)定屈服點(diǎn)(YP)、抗拉強(qiáng)度(TS)、在最高載荷點(diǎn)的延伸率(UE)。然后，以TS×UE評(píng)價(jià)沖擊吸收性。還有，對(duì)滿足上述TS490MPa以上，且UE15％以上的試料，將TS×UE9000(MPa·％)以上的評(píng)價(jià)為沖擊吸收性?xún)?yōu)異。
<母材韌性的評(píng)價(jià)>
從各鋼板的t/4部位采取JIS Z 2202的V切口試驗(yàn)片，以JISZ 2242的要領(lǐng)進(jìn)行擺錘沖擊試驗(yàn)，測(cè)定破裂轉(zhuǎn)變溫度(vTrs)、和試驗(yàn)溫度-60℃的吸收能(vE-60)。然后，將vTrs為-60℃以下、且vE-60為150J以上的情況評(píng)價(jià)為母材韌性?xún)?yōu)異。
<HAZ韌性的評(píng)價(jià)>
在后述的實(shí)驗(yàn)No.1～15中進(jìn)行HAZ韌性的評(píng)價(jià)。首先，模擬進(jìn)行焊接時(shí)的焊線附近的熱影響部，對(duì)試樣(尺寸12.5mm×55mm×120mm)，以加熱溫度1350℃加熱5秒鐘后，以40秒鐘從800℃到500℃的區(qū)域進(jìn)行冷卻。然后，從實(shí)施了上述熱處理的試樣，切下ISZ 2202的試驗(yàn)片，以JISZ 2242的要領(lǐng)實(shí)施擺錘沖擊試驗(yàn)，測(cè)定試驗(yàn)溫度-20℃的吸收能(vE-20)。然后把vE-20為100J以上的情況評(píng)價(jià)為HAZ韌性?xún)?yōu)異。
在表3和表4中顯示這些結(jié)果。
表1


※余量鐵和不可避免的雜質(zhì)表2


表3


表4


從表1～4能夠進(jìn)行如下的考察(還有，下述No.表示表中的實(shí)驗(yàn)No.)。
滿足本發(fā)明規(guī)定的必要條件的No.1～11、16、17、25的鋼板，沖擊吸收性?xún)?yōu)異，并且母材韌性?xún)?yōu)異。特別是，含有規(guī)定量的殘留γ的No.4～11、25，可知沖擊吸收性和母材韌性且HAZ韌性?xún)?yōu)選，還具有良好的焊接性。相對(duì)于此，未滿足本發(fā)明的規(guī)定的No.12～15，18～21，分別具有以下的缺陷。
No.12因?yàn)镃量過(guò)量，所以最大鐵素體粒徑超過(guò)上限，沖擊吸收性和母材韌性都差。No.13在為Si量過(guò)量，所以成為不僅沖擊吸收性，而且母材韌性和HAZ韌性也差的結(jié)果。No.14因?yàn)镸n量不足而強(qiáng)度不足。另外No.15因?yàn)镸n量過(guò)量，所以最大鐵素體粒徑超過(guò)上限，其結(jié)果是不能確保優(yōu)異的沖擊吸收性。
No.18～21，是未以推薦的條件制造，從而得不到規(guī)定的組織的示例，No.18因?yàn)殍F素體分率小，且第二相尺寸大，所以沖擊吸收性和母材韌性差。
No.19、21因?yàn)槠骄F素體粒徑、最大鐵素體粒徑都大，且第二相尺寸也大，所以沖擊吸收性和母材韌性劣化。No.20因?yàn)榈诙喑叽邕^(guò)大，所以沖擊吸收行以及母材韌性差。
No.22因?yàn)樽畲箬F素體粒徑過(guò)大，No.23因?yàn)槠骄F素體粒徑過(guò)大，另外No.24因?yàn)殍F素體分率小，所以沖擊吸收性均差。
權(quán)利要求
1.一種沖擊吸收性和母材韌性?xún)?yōu)異的鋼板，其特征在于，以質(zhì)量％計(jì)，含有C0.02～0.10％；Si0.05～0.50％；Mn1.0～1.6％；P0.05％以下，但不含0％；S0.05％以下，但不含0％；Al0.015～0.06％；N0.01％以下，但不含0％，由下式(1)表示的Ceq為0.31以上，由下式(2)表示的Di*為4.0以下，該鋼板的金屬組織滿足以面積％計(jì)，在金屬組織中鐵素體的占有率超過(guò)90％；平均鐵素體粒徑3～12μm；最大鐵素體粒徑40μm以下；以及第二相的平均當(dāng)量圓直徑0.8μm以下，該鋼板的抗拉強(qiáng)度為490MPa以上，Ceq＝C+Si/24+Mn/6+Ni/40+Cr/5+Mo/4 ...(1)Di*＝C0.5×(1+0.64 Si)×(1+4.10 Mn)×(1+2.33 Cr)×(1+3.14 Mo)×(1+0.27 Cu)×(1+0.52 Ni)×[1+1.5(0.90-C)×B2] ...(2)在式(1)、(2)中，C、Si、Mn、Ni、Cr、Mo、Cu、B表示各元素的以質(zhì)量％計(jì)的含量。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋼板，其特征在于，由下式(3)表示的KMs為490以下，且所述第二相包含0.5～10％的殘留奧氏體，KMs＝-39Mn-10 Cu-17Ni-20Cr-5 Mo+550 …(3)式(3)中，Mn、Cu、Ni、Cr、Mo表示各元素的以質(zhì)量％計(jì)的含量。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的鋼板，其特征在于，以質(zhì)量％計(jì)，還含有從如下構(gòu)成的群中選擇的1種以上Cu0.35％以下，但不含0％；Ni0.40％以下，但不含0％；Cr0.20％以下，但不含0％；及Mo0.08％以下，但不含0％。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的鋼板，其特征在于，以質(zhì)量％計(jì)，還含有Ti0.1％以下，但不含0％，且Ti、N和Al滿足下式(4)和(5)，N≥0.292×Ti …(4)Al≥1.93×N-0.564×Ti …(5)式(4)、(5)中，N、Ti、Al表示各元素的以質(zhì)量％計(jì)的含量。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的鋼板，其特征在于，以質(zhì)量％計(jì)，還含有Ti0.1％以下，但不含0％，且Ti、N和Al滿足下式(4)和(5)，N≥0.292×Ti …(4)Al≥1.93×N-0.564×Ti …(5)式(4)、(5)中，N、Ti、Al表示各元素的以質(zhì)量％計(jì)的含量。
6.根據(jù)權(quán)利要求1、2及5中的任一項(xiàng)所述的鋼板，其特征在于，以質(zhì)量％計(jì)，還含有B0.005％以下，但不含0％；及/或Nb0.05％以下，但不含0％。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的鋼板，其特征在于，以質(zhì)量％計(jì)，還含有B0.005％以下，但不含0％；及/或Nb0.05％以下，但不含0％。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的鋼板，其特征在于，以質(zhì)量％計(jì)，還含有B0.005％以下，但不含0％；及/或Nb0.05％以下，但不含0％。
9.根據(jù)權(quán)利要求1、2、5、7及8中的任一項(xiàng)所述的鋼板，其特征在于，以質(zhì)量％計(jì)，還含有從Ca、Mg和REM構(gòu)成的群中選擇的1種以上，且其合計(jì)為0.1％以下，但不包括0％。
10.根據(jù)權(quán)利要求3所述的鋼板，其特征在于，以質(zhì)量％計(jì)，還含有從Ca、Mg和REM構(gòu)成的群中選擇的1種以上，且其合計(jì)為0.1％以下，但不包括0％。
11.根據(jù)權(quán)利要求4所述的鋼板，其特征在于，以質(zhì)量％計(jì)，還含有從Ca、Mg和REM構(gòu)成的群中選擇的1種以上，且其合計(jì)為0.1％以下，但不包括0％。
12.根據(jù)權(quán)利要求6所述的鋼板，其特征在于，以質(zhì)量％計(jì)，還含有從Ca、Mg和REM構(gòu)成的群中選擇的1種以上，且其合計(jì)為0.1％以下，但不包括0％。
全文摘要
提供一種沖擊吸收性和母材韌性?xún)?yōu)異的、抗拉強(qiáng)度在490MPa以上的鋼板。是一種沖擊吸收性和母材韌性?xún)?yōu)異的鋼板，其滿足規(guī)定的成分組成、Ceq和Di*，并且金屬組織滿足如下條件占整個(gè)組織的鐵素體的所占面積率超過(guò)90％(面積％的意思，對(duì)組織以下相同)；平均鐵素體粒徑3～12μm；最大鐵素體粒徑40μm以下；第二相的平均當(dāng)量圓直徑0.8μm以下；優(yōu)選殘留奧氏體0.5～10％。
文檔編號(hào)C21D11/00GK1982490SQ20061015365
公開(kāi)日2007年6月20日 申請(qǐng)日期2006年9月12日 優(yōu)先權(quán)日2005年12月15日
發(fā)明者村上俊夫, 田村榮一, 岡崎喜臣 申請(qǐng)人:株式會(huì)社神戶制鋼所