[发明专利]韧性优良的低屈服比高强度热轧钢板及其制造方法

说明书

本发明涉及适合建筑·土木用的钢管、圆柱和油井用的电焊钢管及其他一般结构材料用途使用的韧性优良的低屈服比高强度热轧钢板(包括钢带，下同)及其制造方法。

对于作为建筑·土木用的钢管、圆柱等原材料使用的热轧钢板，作为强度、韧性等结构材料的性能是必需的，对于作为油井用的电焊钢管的原材料使用的热轧钢板，除上述性能外，还必须具有耐含硫液体环境性(耐湿硫化氢环境性，以下简略称作“耐含硫液体性”)。

关于在这样的用途中使用的热轧钢板制造技术，到目前为止已提出许多。其中，尤其作为强度和韧性共存的技术，现在一般采用的方法是，将在以铁素体-珠光体组织为主体的钢中施行一般叫做TMCP的形变热处理所得组织的晶粒细化引起的强化处理(例如，特开昭62-112722号公报、特公昭62-23056号公报、特公昭62-35452号公报等)和热轧后的急冷(控制冷却)处理组合。

但是，上述已知技术有如下述那样的缺点，留下未必适应今后要求的问题。

1)像TMCP那样的晶粒极细化，使屈服比(屈服强度/抗拉强度)必然上升，所以不能适应为了防止纵弯曲和不稳定韧性破坏而最近要求的低屈服比。

2)TMCP因为由轧制引起的变形在板厚方向不均匀，可以产生板厚方向的材质不均匀。另外，伴随强冷的控制冷却，容易产生纵向(轧制方向)的材质差，而且因为对板厚变化也敏感，所以难以控制材质。由于这些因素，TMCP容易形成厚度方向和纵向的材质不均匀。

3)TMCP越要得到高强度、高韧性，越需要在奥氏体未再结晶温度区的低温下强压，因而导致热轧设备的负荷增大，轧制原材料的尺寸上限受到限制。

4)另外在TMCP中，因为对Mn、V、Mo等强化元素依赖性大，所以由这些元素引起的淬透性增大，焊接部的硬度上升，容易产性因岛状马氏体形成而引起的焊接部的韧性差等。因此，照样保持良好的焊接性，利用TMCP法的高强度化的极限就受到限制。

本发明的目的在于，有利地解决以往技术拥有的上述问题，提供不导致厚度方向、纵向的材质不均匀性和焊接性及耐含硫液体性劣化，具有优良韧性且低屈服比的高强度热轧钢板，同时提供有利的制造该钢板的方法。

本发明的具体目的在于，提供具有下述性能的高强度热轧钢板及其有利的制造方法。所述的热轧钢板，其屈服强度(YS)是276MPa以上、最好是413MPa以上，屈服比(YR)是80％以下、最好是70％以下，韧性：断裂转变温度(VTrs)是-100℃以下(以DWTT85％试验，相当于-30℃)，最好是-120℃以下(以DWTT85％试验，相当于-46℃)，在0℃的夏氏冲击吸收功(VEo)是300J以上、最好是310J以上，强度-韧性匹配指标(0.3TS-VTrs)是300以上、最好是320以上，焊接部与母材的维氏硬度差(ΔHV)是100以下、最好是30以下，焊接热影响区(HAZ)的韧性，断裂转变温(VTrs)满足0℃以下、最好-20℃以下，而且优良的耐含硫液体性。

于是，为了达到上述目的，本发明人反复进行许多试验和研究，结果得到以下认识，即，在低碳钢中添加碳化物析出元素和B，利用适当控制制造条件等手段，1)晶内固溶碳量的合适化能够提高所处理的铁素体基体的韧性和降低屈服比(YR)，2)析出碳化物能有效地用于提高强度，3)在固溶碳低的情况下，抑制由以往看到的晶粒粗化引起的强度降低，而且4)利用铁素体(包括无碳贝氏体)单相组织改善韧性、耐含硫液体性。

本发明是立足于上述认识，其要点构成如下。即，

(1)韧性优良的低屈服比高强度热轧钢板，其特征在于，含有C0.005-0.030％(重量)以下、Si1.5％(重量)以下、Mn1.5％(重量)以下、P0.020％(重量)以下、S0.015％(重量)以下、Al0.005-0.10％(重量)以下、N0.0100％(重量)以下、B0.0002-0.0100％(重量)，而且从Ti0.20％(重量)以下和Nb0.25％(重量)以下中选择的任一种或二种，且满足(Ti+Nb/2)/C≥4的关系含有，其余为Fe和不可避免的杂质，并且金属组织由铁素体和/或无碳贝氏体组成，同时晶内的固溶碳量是1.0-4.0ppm。

(2)韧性优良的低屈服比高强度热轧钢板，其特征在于，在上述(1)所述的钢成分中，还含有从Mo1.0％(重量)以下、Cu2.0％(重量)以下、Ni1.5％(重量)以下、Cr1.0％(重量)以下和V0.10％(重量)以下中选择的任一种或二种以上。