[发明专利]高Mn钢及其制造方法

说明书

本发明提出一种对焊接后的母材及焊接热影响区的低温韧性优异的高Mn钢进一步赋予优异延展性的方法。高Mn钢具有下述成分组成及显微组织，所述成分组成以质量％计含有C：0.30～0.90％、Si：0.05～1.0％、Mn：15～30％、P：0.030％以下、S：0.0070％以下、Al：0.01～0.07％、Cr：0.5～7.0％、N：0.0050～0.0500％、O：0.0050％以下，将Ti及Nb的含量分别抑制为低于0.005％，余量为Fe及不可避免杂质，显微组织以奥氏体为基底相，该显微组织中的非金属夹杂物的面积分数低于5.0％，高Mn钢的屈服强度为400MPa以上，且吸收能(vE_‑196)为100J以上。

技术领域

本发明涉及适合用于例如液化气体贮槽用罐等在超低温环境下使用的结构用钢、特别是低温下的韧性优异的高Mn钢及其制造方法。

背景技术

要将热轧钢板用于液化气体贮槽用结构物，由于使用环境为超低温，因此要求钢板不仅具有高强度且还要求超低温下的韧性优异。例如，在将热轧钢板用于液化天然气的贮槽的情况下，必须在液化天然气的沸点：-164℃以下确保优异的韧性。若钢材的低温韧性变差，则可能变得无法维持作为超低温贮槽用结构物的安全性，因此强烈要求提高所用钢材的低温韧性。

针对该要求，以往使用在超低温下不显示脆性的以奥氏体为钢板组织的奥氏体系不锈钢、9％Ni钢或5000系铝合金。但是，由于合金成本、制造成本高，因此希望价格便宜且超低温韧性优异的钢材。

由此，作为取代以往的超低温用钢的新型钢材，例如专利文献1中提出了将大量添加价格相对便宜的作为奥氏体稳定化元素的Mn的高Mn钢作为超低温环境的结构用钢。

专利文献1中提出了将奥氏体粒径控制为适当大小以避免在晶界生成的碳化物成为破坏起点、裂纹传播路径的技术。通过该技术，能够提供焊接后的母材及焊接热影响区的低温韧性优异的高Mn钢。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2016-196703号公报

发明内容

发明所要解决的课题

然而，在上述液化气体贮槽用结构物等用途中，在低温韧性的基础上确保延展性非常重要。即，在制造这样的结构物时，需要所使用的钢材具有高加工性，就这种用途而言，优异的延展性是必须的，但专利文献1所述的技术关于这种延展性未作任何研究。另外，专利文献1中记载的高Mn钢材的厚度为15～50mm左右，但在例如作为纵骨材料(日文：口ンジ材)等使用时，要求低于15mm特别是10mm以下的厚度。在制造这样的薄板时，专利文献1的[0040]中例示的在950℃以上结束热轧后进行加速冷却的方法中，所制得的钢板容易产生翘曲、变形，需要形状矫正等额外的工序，损害生产率。

由此，本发明的目的在于提供用于针对母材及焊接热影响区的低温韧性优异的高Mn钢进一步赋予优异延展性的方法。此外，本发明目的在于，提出一种能够制造这种高Mn钢的薄板而不产生翘曲、变形的方法。在此，前述“低温韧性优异”是指-196℃时的夏比冲击试验的吸收能vE_-196℃为100J以上。

用于解决课题的手段

本发明的发明人为解决上述课题，以高Mn钢为对象对决定钢板的成分组成、制造方法的各种要因进行深入研究，结果获得以下a～c的见解。

a.在高Mn奥氏体钢中，超低温下也未发生脆性破坏，上述破坏从晶界起开始发生。由此可知，要提高高Mn钢的低温韧性，通过晶粒粗大化来减少成为破坏起点及传播路径的晶界是有效的。