[发明专利]低温韧性优良的厚壁高强度热轧钢板及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及适合用作输送原油、天然气等的管道钢管、和用作要求高韧性的高强度电阻焊钢管(high strength electric resistance welded steel pipe)或者高强度螺旋钢管(high strength spiral steel pipe)的原材料的厚壁高强度热轧钢板及其制造方法，特别涉及低温韧性(low-temperature toughness)的提高。需要说明的是，“钢板(steel sheet)”包括钢板(steel plate)和钢带(steel strip)。另外，在此所谓的“高强度热轧钢板”，是指具有拉伸强度TS为510MPa以上的高强度的热轧钢板，另外，“厚壁”钢板是板厚11mm以上的钢板、以及板厚超过22mm的极厚高强度热轧钢板。

背景技术

近年来，由于石油危机(oil crisis)以来原油价格的快速上涨及对能源(source of energy)的多样化的要求等，在北海、加拿大、阿拉斯加等极寒地区(very cold land)正活跃地进行石油、天然气的开采以及管道的铺设(pipeline construction)。另外，对于曾经放弃开发的腐蚀性强的含硫气田(sour gas field)等的开发也正盛行。

另外，就管道而言，为了提高天然气和石油的输送效率，有以大直径进行高压操作的趋势。为了耐受管道的高压操作(high pressure operation)，输送管(transport pipe)(管道钢管)需要为厚壁的钢管，因而使用以厚钢板为原材料的UOE钢管。但是，最近，由于强烈要求管道钢管的施工成本进一步降低和UOE钢管的供给能力不足等，对钢管的材料成本降低的要求也增强，作为输送管，代替以厚钢板作为原材料的UOE钢管，开始使用以生产率高且更廉价的卷形状的热轧钢板(热轧钢带)作为原材料的高强度电阻焊钢管或高强度螺旋钢管。

这些高强度钢管，从防止管道钢管的破裂(bust-up)的观点出发，要求保持优良的低温韧性。为了制造这种兼具高强度和高韧性的钢管，作为钢管原材料的钢板，实现了：由利用热轧后的加速冷却(accelerated cooling)的相变强化(transformation strengthening)、利用Nb、V、Ti等合金元素的析出物(precipitate)的析出强化(precipitation strengthening)等而产生的高强度化；和由利用控制轧制(controlled rolling)等的组织微细化等产生的高韧性化。

另外，用于输送含有硫化氢(hydrogen sulfide)的原油和天然气的管道钢管，除了高强度、高韧性等特性之外，还要求抗氢致开裂性(hydrogen induced cracking resistance)(耐HIC性)、耐应力腐蚀开裂性(stress corrosion cracking resistance)等所谓的耐酸气性(sour gas resistance)也优良。

对于这样的要求，例如专利文献1中提出了一种韧性优良的低屈服比高强度热轧钢板(low yield ratio and high strength hot rolled steel sheet)的制造方法，其中，将含有C：低于0.005～0.030％、B：0.0002～0.0100％、以满足(Ti+Nb/2)/C为4以上的方式含有选自Ti：0.20％以下和Nb：0.25％以下中的一种或二种、还含有适当量的Si、Mn、P、S、Al、N的钢进行热轧后，以5～20℃/秒的冷却速度冷却，在超过550℃～700℃的温度范围内进行卷取，组织由铁素体(ferrite)和/或贝氏体铁素体(bainitic ferrite)构成，并且晶粒内的固溶C量(amount of solid solution carbon)为1.0～4.0ppm。在专利文献1记载的技术中，能够得到在没有引起厚度方向、长度方向的材质的不均匀的情况下而韧性、焊接性(weldability)、耐酸气性优良、并且具有低屈服比的高强度热轧钢板。但是，专利文献1记载的技术中，由于晶粒内的固溶C量为1.0～4.0ppm，因此存在如下问题：通过环形焊接(girth weld)时的供热，容易引起晶粒生长，焊接热影响部(welded heat affected zone)成为粗大粒子，从而容易引起环形焊接部的焊接热影响部的韧性降低。