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CN109328240B - 低屈强比特性和低温韧性优异的高强度钢板及其制造方法 - Google Patents

低屈强比特性和低温韧性优异的高强度钢板及其制造方法 Download PDF

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CN109328240B CN201780039727.2A CN201780039727A CN109328240B CN 109328240 B CN109328240 B CN 109328240B CN 201780039727 A CN201780039727 A CN 201780039727A CN 109328240 B CN109328240 B CN 109328240B
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Abstract

本发明一方面涉及一种低屈强比特性和低温韧性优异的高强度钢板,其以重量%计包含0.03%~0.08%的C、0.05%~0.3%的Si、1.0%~2.0%的Mn、0.005%~0.04%的Al、0.005%~0.04%的Nb、0.001%~0.02%的Ti、0.05%~0.4%的Cu、0.6%~2.0%的Ni、0.08%~0.3%的Mo、0.002%~0.006%的N、小于或等于0.01%的P、小于或等于0.003%的S、余量的Fe及不可避免的杂质,显微组织以面积分数计包含80%~92%的铁素体、8%~20%的MA(马氏体/奥氏体混合组织),所述MA的按照等效圆直径测定的平均尺寸小于或等于3μm。

Description

低屈强比特性和低温韧性优异的高强度钢板及其制造方法
技术领域
本发明涉及一种低屈强比特性和低温韧性优异的高强度钢板及其制造方法。
背景技术
为了不仅用作造船、海洋结构体用钢材,而且应用于要求成型和耐震特性的产业领域,需要开发出不仅具有超低温韧性,而且具有低屈强比特性的钢材。
对于具有低屈强比的钢材,通过加大屈服强度与拉伸强度之差,不仅可以具有优异的成型性,而且可以延迟一直到会发生破坏为止的塑性变形时间点,在此过程中吸收能量,以防止外力导致的崩塌。另外,即使存在变形,也可以在崩塌之前进行修复,从而可以防止结构物的破坏所造成的生命财产损失。
为了确保低屈强比,开发出了一种使钢材具有两相组织的技术。具体地,第一相是由软质铁素体组成,而剩下的第二相是由马氏体、珠光体或贝氏体组成,从而实现了低屈强比。
然而,存在轻质两相导致冲击韧性下降以及为了第二相碳含量增加造成焊接部韧性变差而在低温下引起结构物的脆性破坏的问题。
因此,作为用于确保低屈强比和低温冲击韧性的技术开发出了专利文献1。
在专利文献1中,通过使显微组织包含2体积%~10体积%的MA(马氏体/奥氏体混合组织)和90体积%以上的针状铁素体来确保低屈强比和优异的低温韧性。
根据专利文献1,可以实现约0.8左右的屈强比,但不能实现充分的低屈强比,不足以确保耐震特性。
因此,需要开发出一种可确保更低的屈强比的低屈强比特性和低温韧性优异的高强度钢板及其制造方法。
(在先技术文献)
(专利文献1):韩国专利公开公报第2013-0076577号
发明内容
技术问题
本发明一方面提供一种低屈强比特性和低温韧性优异的高强度钢板及其制造方法。
另外,本发明所要解决的技术问题不限于上述内容,可基于本说明书的整体内容来理解本发明所要解决的技术问题,对于本发明所属技术领域的技术人员而言,理解本发明的附加技术问题不会有任何困难。
技术方案
本发明一方面提供一种低屈强比特性和低温韧性优异的高强度钢板,其以重量%计包含0.03%~0.08%的C、0.05%~0.3%的Si、1.0%~2.0%的Mn、0.005%~0.04%的Al、0.005%~0.04%的Nb、0.001%~0.02%的Ti、0.05%~0.4%的Cu、0.6%~2.0%的Ni、0.08%~0.3%的Mo、0.002%~0.006%的N、小于或等于0.01%的P、小于或等于0.003%的S、余量的Fe及不可避免的杂质,显微组织以面积分数计包含80%~92%的铁素体、8%~20%的MA(马氏体/奥氏体混合组织),所述MA的按照等效圆直径测定的平均尺寸小于或等于3μm。
此外,本发明另一方面提供一种低屈强比特性和低温韧性优异的高强度钢板的制造方法包含:
将板坯加热至1050℃~1200℃的步骤,所述板坯以重量%计包含0.03%~0.08%的C、0.05%~0.3%的Si、1.0%~2.0%的Mn、0.005%~0.04%的Al、0.005%~0.04%的Nb、0.001%~0.02%的Ti、0.05%~0.4%的Cu、0.6%~2.0%的Ni、0.08%~0.3%的Mo、0.002%~0.006%的N、小于或等于0.01%的P、小于或等于0.003%的S、余量的Fe及不可避免的杂质;
对所述加热后的板坯进行热轧至终轧结束温度为760℃~850℃而得到热轧钢板的步骤;
将热轧钢板以大于或等于5℃/s的冷却速度冷却至小于或等于450℃的步骤;以及
将所述冷却后的热轧钢板加热至850℃~960℃的温度范围后保持[1.3t+(10~30)]分钟的正火热处理步骤。
所述t是对热轧钢板的厚度以mm为单位测定出的值。
另外,上述技术方案并未列出本发明的全部特征。参照下述具体实施方式就可以更详细地理解本发明的各种特征以及由此带来的优势和效果。
发明效果
根据本发明,可以确保优异的低屈强比特性和低温韧性,尤其可以确保小于或等于0.65的低屈强比,因此不仅可以确保成型性,而且可以确保优异的耐震特性。
由此,不仅可以应用于造船、海洋结构体用钢材领域,还可以应用于要求成型和耐震特性的产业领域。
附图说明
图1是利用光学显微镜(Optical microscope,OM)拍摄发明例即试验编号1的显微组织的照片。
图2是利用扫描电子显微镜(Scanning electron microscope,SEM)拍摄发明例即试验编号1的显微组织的照片。
图3是利用光学显微镜(Optical microscope,OM)拍摄对比例即试验编号12的显微组织的照片。
具体实施方式
下面描述本发明的优选实施方式。然而,本发明能够以各种不同方式变形实施,本发明的范围不限于下述实施方式。另外,下面提供本发明的实施方式的目的是向所属领域的普通技术人员更完整地描述本发明。
本发明人了解到通过现有技术可以确保0.8左右的屈强比,从而可以确保某种程度的成型性,但是不能实现充分的低屈强比,因此不足以确保耐震特性。为了解决这些问题,本发明人进行了深入研究。
经过研究本发明人发现,为了实现低屈强比,母材与第二相的硬度差越大越有利以及MA的分布越均匀越有利,而且专利文献1的母材为针状铁素体,与MA的硬度差不足,MA相形成在晶界,MA尺寸粗大,因此不能实现充分的低屈强比。
由此确认,通过使母材的显微组织由铁素体组成并使微细的MA相均匀地分布在铁素体晶界及晶粒内部,可以确保小于或等于0.65的低屈强比,为了确保这样的组织,需要控制成正火热处理前的组织包含贝氏体,从而完成了本发明。
下面详细描述根据本发明的一个方面的低屈强比特性和低温韧性优异的高强度钢板。
根据本发明的一个方面的低屈强比特性和低温韧性优异的高强度钢板,其以重量%计包含0.03%~0.08%的C、0.05%~0.3%的Si、1.0%~2.0%的Mn、0.005%~0.04%的Al、0.005%~0.04%的Nb、0.001%~0.02%的Ti、0.05%~0.4%的Cu、0.6%~2.0%的Ni、0.08%~0.3%的Mo、0.002%~0.006%的N、小于或等于0.01%的P、小于或等于0.003%的S、余量的Fe及不可避免的杂质,显微组织以面积分数计包含80%~92%的铁素体、8%~20%的MA(马氏体/奥氏体混合组织),所述MA的按照等效圆直径测定的平均尺寸小于或等于3μm。
首先,对根据本发明的一个方面的低屈强比特性和低温韧性优异的高强度钢板的合金组分进行详细说明。下面每个元素含量的单位是重量%。
C:0.03%~0.08%
在本发明中,C是引起固溶强化的元素,并且以基于Nb等的碳氮化物形式存在,以确保拉伸强度。
如果C含量小于0.03%,则上述的效果不充分。相反地,如果C含量大于0.08%,则MA变得粗大,并且生成珠光体,有可能导致低温下的冲击特性变差,难以充分确保贝氏体。
Si:0.05%~0.3%
Si是协助Al使钢水脱氧的元素,并且为了确保屈服强度和拉伸强度而加入Si。
如果Si含量小于0.05%,则上述的效果不充分。相反地,如果Si含量大于0.3%,则由于MA的粗大化,有可能导致冲击特性变差,还有可能导致焊接特性下降。
Mn:1.0%~2.0%
Mn是对基于固溶强化的强度增加效果作出重大贡献的元素,而且有助于形成贝氏体。
如果Mn含量小于1.0%,则上述的效果不充分。相反地,如果过量加入Mn,则由于形成MnS夹杂物以及中心部偏析,有可能导致韧性下降,因此上限设定为2.0%。
Al:0.005%~0.04%
Al作为钢的主要脱氧剂,需要加入大于或等于0.005%。但是,如果加入量大于0.04%,则该效果会饱和,而且由于Al2O3夹杂物的分数、尺寸增加,有可能成为低温韧性下降的原因。
Nb:0.005%~0.04%
Nb是通过固溶或析出碳氮化物来抑制轧制或冷却中的再结晶使组织细化、增加强度的元素。如果Nb含量小于0.005%,则上述的效果不充分。相反地,如果Nb含量大于0.04%,则存在可能会导致母材韧性和焊接后韧性下降的问题。
Ti:0.001%~0.02%
Ti通过与氧或氮结合形成析出物来抑制组织的粗大化,从而起到对组织细化作出贡献以及提高韧性的作用。
如果Ti含量小于0.001%,则上述的效果不充分。相反地,如果Ti含量大于0.02%,则形成粗大的析出物,有可能成为造成破坏的原因。
Cu:0.05%~0.4%
Cu作为不会导致冲击特性大大下降的成分,通过固溶及析出来提高强度。为了充分地提高强度,需要包含大于或等于0.05%的Cu,但是如果Cu含量大于0.4%,就有可能产生Cu的热冲击导致的钢板表面裂纹。
Ni:0.6%~2.0%
Ni是可以同时提高强度和韧性的元素,但是强度不会随Ni含量的增加而大幅提高,并且Ni是降低Ar3温度有助于形成贝氏体的元素。
如果Ni含量小于0.6%,则上述的效果不充分。相反地,如果Ni含量大于2.0%,则制造成本增加,有可能导致焊接性变差。
Mo:0.08%~0.3%
Mo是奥氏体稳定化元素,对MA量的增加产生影响,而且对提高强度有很大作用。此外,Mo是防止热处理期间强度下降以及有助于形成贝氏体的元素。
如果Mo含量小于0.08%,则上述的效果不充分。相反地,如果Mo含量大于0.3%,则制造成本增加,还有可能导致母材韧性和焊接后韧性下降。
N:0.002%~0.006%
N是通过与Ti、Nb、Al等一起形成析出物在板坯加热时使奥氏体组织细化有助于提高强度和韧性的元素。
如果N含量小于0.002%,则上述的效果不充分。相反地,如果N含量大于0.006%,则在高温下会导致表面裂纹以及形成析出物,而残留的N以原子状态存在,有可能降低韧性。
P:小于或等于0.01%
P作为杂质,有可能成为引起晶界偏析导致钢变脆的原因。因此,对上限的控制很重要,优选控制在小于或等于0.01%。
S:小于或等于0.003%
S作为杂质,主要与Mn结合形成MnS夹杂物,这些夹杂物会成为损害低温韧性的因素。因此,对上限的控制很重要,为了确保低温韧性,优选将S含量控制在小于或等于0.003%。
本发明的余量成分是铁(Fe)。但是,常规制造过程中会不可避免地混入来自原料或周围环境的意想不到的杂质,因此无法排除混入杂质。这些杂质是常规制造过程的技术人员任何人都知道的杂质,因此相关的所有内容本说明书中不再赘述。
下面详细说明根据本发明的一个方面的低屈强比特性和低温韧性优异的高强度钢板的显微组织。
根据本发明的一个方面的低屈强比特性和低温韧性优异的高强度钢板的显微组织,其以面积分数计包含80%~92%的铁素体、8%~20%的MA,所述MA的按照等效圆直径测定的平均尺寸小于或等于3μm。在没有特别提及的情况下,下面显微组织的分数是指面积分数。
铁素体是用于确保基本的韧性和强度的相,优选大于或等于80%。另外,为了确保充分的MA,铁素体分数的上限优选为92%。进一步地,所述铁素体优选不包含针状铁素体。这是因为,针状铁素体与MA的硬度差小,无法确保充分的低屈强比。
如果MA小于8%,则难以确保小于或等于0.65的低屈强比,如果MA大于20%,则冲击韧性可能会下降,而且延伸率可能会降低。此外,如果MA的按照等效圆直径测定的平均尺寸大于3μm,则MA主要形成在晶界,难以确保MA的均匀分布以及低屈强比。
除了上述的铁素体和MA之外,可以包含其他不可避免的相,这并不排除在外。比如,可以包含小于或等于1面积%的珠光体。
在此情况下,为了确保优异的低屈强比特性和低温韧性,不仅MA分数和尺寸要满足上述的范围,而且在本发明的钢板上画出100μm直线时,所述直线上优选存在5个~13个MA。
也就是说,在尺寸为100μm×100μm的显微组织照片上沿上下或左右画出几条直线,此时每个直线上平均可以存在5个~13个MA。这是因为,主要引起破坏的MA是存在于晶界的MA,当满足所述条件时,MA均匀地分布在晶界和晶粒内部,因此有利于确保低屈强比。
另外,存在于铁素体晶粒内部的MA和存在于晶界的MA的比例可为1:3~1:10。所述比例是指MA数量的比例,通过满足所述比例,可以使存在于铁素体晶粒内部的MA均匀地分布成0.5面积%~5面积%。
此外,所述铁素体的按照等效圆直径测定的平均尺寸可小于或等于20μm。这是因为,如果铁素体的平均尺寸大于20μm,则难以确保充分的韧性和强度。
另外,根据本发明的钢板是经过正火热处理的钢板,所述正火热处理前钢板的显微组织的贝氏体可为50面积%~90面积%。
通过使热处理前钢板的显微组织由内部存在碳化物的贝氏体组成,可以在热处理后使MA均匀地分布于晶界和晶粒内部,因此热处理前钢板的显微组织的贝氏体优选为50面积%~90面积%。
此外,根据本发明的钢板的屈强比可为0.5~0.65,在-40℃下的低温冲击特性可大于或等于100J。屈强比小于或等于0.65,通过加大屈服强度与拉伸强度之差,不仅可以具有优异的成型性,而且可以延迟一直到会发生破坏为止的塑性变形时间点,在此过程中吸收能量,以防止外力导致的崩塌。
因此,不仅可以应用于造船、海洋结构体用钢材领域,还可以优选应用于要求成型和耐震特性的产业领域。
在此情况下,所述钢板的屈服强度可为350MPa~400MPa,拉伸强度可大于或等于600MPa。
下面详细描述根据本发明的另一个方面的低屈强比特性和低温韧性优异的高强度钢板的制造方法。
根据本发明的另一个方面的低屈强比特性和低温韧性优异的高强度钢板的制造方法包含:将具有上述的合金组分的板坯加热至1050℃~1200℃的步骤;对所述加热后的板坯进行热轧至终轧结束温度为760℃~850℃而得到热轧钢板的步骤;将热轧钢板以大于或等于5℃/s的冷却速度冷却至小于或等于450℃的步骤;以及将所述冷却后的热轧钢板加热至850℃~960℃的温度范围后保持[1.3t+(10~30)]分钟的正火热处理步骤。所述t是对热轧钢板的厚度以mm为单位测定出的值。
板坯加热步骤
将具有上述的合金组分的板坯加热至1050℃~1200℃。
如果加热温度大于1200℃,则奥氏体晶粒会粗大化,有可能降低韧性,如果加热温度小于1050℃,则Ti、Nb等不会充分固溶,强度可能会下降。
热轧步骤
对所述加热后的板坯进行热轧至终轧结束温度为760℃~850℃而得到热轧钢板。
一般的热处理钢材的轧制温度为850℃~1000℃左右,采用常规轧制。但是,在本发明中,重要的是将初始组织形成为贝氏体。因此,需要用于在低温下结束轧制的轧制控制流程,以替代出现铁素体-珠光体组织的常规轧制。
在热轧时,需要进行再结晶区轧制,以使奥氏体晶粒尺寸细化,而且每道次压下率越增加性能方面上越有利。
未再结晶区轧制应在钢材的Ar3以上温度下结束,是指约760℃以上。更具体地,可以将终轧结束温度界定为760℃~850℃。如果终轧结束温度大于850℃,则难以抑制铁素体-珠光体转变,如果终轧结束温度小于760℃,则有可能造成厚度方向的显微组织的不均匀,而且因为基于轧辊负载重量的压下量减少,有可能无法形成要实现的显微组织。
通过在760℃~850℃的温度范围下结束终轧,可以抑制铁素体-珠光体转变,并通过冷却实现贝氏体组织。初始组织由贝氏体组成的目的在于,热处理后使MA均匀分布。铁素体-珠光体组织中MA主要形成在晶界,而贝氏体组织中晶界和晶粒内部都形成有MA。
冷却步骤
将所述热轧钢板以大于或等于5℃/s的冷却速度冷却至小于或等于450℃。
热轧后快速冷却对实现发明钢的目标组织非常重要。为了形成微细、均匀的MA,需要形成贝氏体,而为了形成贝氏体,冷却结束温度和冷却速度是重要因素。
如果冷却结束温度大于450℃,则晶粒的尺寸可能会变得粗大,由于碳化物的粗大化,热处理后会导致形成粗大的MA,这有可能造成韧性下降,并且难以确保大于或等于50面积%的贝氏体。
如果冷却速度小于5℃/s,则大量形成针状铁素体或铁素体+珠光体的显微组织,可能会导致强度下降,热处理后不会出现铁素体+MA的两相组织,而是出现粗大铁素体+珠光体组织或第二相的数量急剧下降,存在难以确保大于或等于50面积%的贝氏体的问题。
正火热处理步骤
将所述冷却后的热轧钢板加热至850℃~960℃的温度范围后保持[1.3t+(10~30)]分钟。所述t是对热轧钢板的厚度以mm为单位测定出的值。
如果正火温度小于850℃或者保持时间小于(1.3t+10)分钟,则珠光体、贝氏体内的渗碳体和MA相的再固溶会困难,因此固溶的C减少,不仅难以确保强度,而且最终留下的硬质相会粗大。
相反地,如果正火温度大于960℃或者保持时间大于(1.3t+30)分钟,则存在于贝氏体晶粒内的碳化物都迁移至晶界或者发生碳化物的粗大化,无法形成最终MA尺寸以及均匀分布。此外,还有可能发生晶粒生长导致强度下降以及冲击特性变差。
发明实施方式
下面通过实施例更详细地描述本发明。不过需要注意,下述实施例只是出于描述本发明的具体示例的目的,而不意在限制本发明的权利范围。本发明的权利范围取决于权利要求书的内容及由此合理导出的内容。
准备具有下表1所示组分的钢水,然后利用连铸来制造板坯。对所述板坯按照下表2的制造条件进行轧制、冷却及正火热处理,从而制造出钢板。
对正火热处理前钢板的贝氏体分数及机械性能进行测定后示于下表3中。
对正火热处理后钢板的MA分数、平均MA尺寸、100μm线上的MA的数量及机械性能进行测定后示于下表4中。对于发明例,除了MA之外,就是铁素体,铁素体的平均晶粒尺寸小于或等于20μm,对此没有另行记载。
平均MA尺寸是按照等效圆直径测定的平均尺寸。对于100μm线上的MA数量,在尺寸为100μm×100μm的显微组织照片上沿上下或左右画出10条直线,对每个直线上的MA的数量进行测定后记载了平均数量。
具体地,意欲掌握对轧制温度、冷却结束温度、热处理时间的影响。另外,表3中示出了按照成分A~H、制造条件1~12制造的钢板的MA分数、屈强比及机械性能。
【表1】
分类 钢种 C Si Mn P S Al Ni Mo Ti Nb Cu N
发明钢 A 0.045 0.086 1.87 0.005 0.002 0.006 1.19 0.13 0.007 0.008 0.242 0.0037
发明钢 B 0.04 0.095 1.92 0.004 0.0017 0.012 1.21 0.15 0.01 0.01 0.235 0.004
发明钢 C 0.043 0.105 1.88 0.005 0.0018 0.01 1.18 0.15 0.009 0.011 0.248 0.0038
发明钢 D 0.046 0.095 1.91 0.005 0.0018 0.011 1.21 0.16 0.008 0.01 0.251 0.0035
对比钢 E <u>0.12</u> 0.12 1.87 0.005 0.0018 0.011 1.21 0.14 0.011 0.01 0.241 0.0035
对比钢 F 0.037 0.11 1.91 0.005 0.0017 0.013 1.21 <u>0.012</u> 0.012 0.012 0.253 0.0037
对比钢 G 0.04 0.11 <u>0.85</u> 0.0048 0.0017 0.012 1.17 0.13 0.01 0.012 0.255 0.0035
对比钢 H 0.042 0.13 1.88 0.0047 0.0018 0.01 <u>0.23</u> 0.12 0.01 0.011 0.239 0.0037
上表1中每个元素含量的单位是重量%。发明钢A~D是满足本发明中规定的成分范围的钢板,对比钢E~H是没有满足本发明中规定的成分范围的钢板。对比钢E是C含量超出的钢,对比钢F是Mo含量不足的钢,对比钢G是Mn含量不足的钢,对比钢H是Ni含量不足的钢。
【表2】
Figure BDA0001921836390000141
【表3】
Figure BDA0001921836390000142
【表4】
Figure BDA0001921836390000151
本发明中提出的合金组分和制造条件都得到满足的发明例可以确保屈强比小于或等于0.65,-40℃下的冲击韧性也优异大于或等于100J。
就对比例即试验编号6、7、9及10而言,虽然满足了本发明中提出的合金组分,但是没有满足制造条件,因此无法确保充分的低屈强比,-40℃下的冲击韧性也差小于100J。
就对比例即试验编号11至14而言,虽然满足了本发明中提出的制造条件,但是没有满足合金组分,因此无法确保充分的低屈强比,试验编号11和14的-40℃下的冲击韧性也差小于100J。
从上表4可知,发明例与对比例相比MA分数高。从上表3可以确认,这表示通过在正火热处理之前确保较高的贝氏体分数,初始贝氏体组织的晶粒内、晶界上的碳化物转变成微细的MA。
从拍摄发明例即试验编号1的显微组织的图1和图2可知,显微组织中形成有微细且均匀的MA。
相比之下,从拍摄对比例即试验编号12的显微组织的图3可知,碳化物、珠光体作为主要两相出现,因此MA的分数低,而且所形成的MA为多边形形状,主要存在于晶界处。
上面参照实施例描述了本发明,但是在不超出权利要求书中记载的本发明的技术思想和领域的范围内,所属领域的普通技术人员可以作出各种修改及变更。

Claims (5)

1.一种低屈强比特性和低温韧性优异的高强度钢板,其特征在于:
所述钢板以重量%计包含0.03%~0.08%的C、0.05%~0.3%的Si、1.0%~2.0%的Mn、0.005%~0.04%的Al、0.005%~0.04%的Nb、0.001%~0.02%的Ti、0.05%~0.4%的Cu、0.6%~2.0%的Ni、0.08%~0.3%的Mo、0.002%~0.006%的N、小于或等于0.01%的P、小于或等于0.003%的S、余量的Fe及不可避免的杂质,
显微组织以面积分数计包含80%~92%的铁素体、8%~20%的MA(马氏体/奥氏体混合组织),所述MA的按照等效圆直径测定的平均尺寸小于或等于3μm,以及
其中在所述高强度钢板上画出100μm直虚拟线时,所述直线上存在5个~13个MA,以及
其中所述铁素体的按照等效圆直径测定的平均尺寸小于或等于20μm,以及
其中所述高强度钢板的屈强比为0.5~0.65,在-40℃下的低温冲击特性大于或等于100J,屈服强度为350MPa~400MPa,拉伸强度大于或等于600MPa。
2.根据权利要求1所述的低屈强比特性和低温韧性优异的高强度钢板,其特征在于:
存在于铁素体晶粒内部的MA和存在于晶界的MA的比例为1:3~1:10。
3.根据权利要求1所述的低屈强比特性和低温韧性优异的高强度钢板,其特征在于:
所述钢板是经过正火热处理的钢板,
所述正火热处理前钢板的显微组织的贝氏体为50面积%~90面积%。
4.一种根据权利要求1所述的低屈强比特性和低温韧性优异的高强度钢板的制造方法,其包含:
将板坯加热至1050℃~1200℃的步骤,所述板坯以重量%计包含0.03%~0.08%的C、0.05%~0.3%的Si、1.0%~2.0%的Mn、0.005%~0.04%的Al、0.005%~0.04%的Nb、0.001%~0.02%的Ti、0.05%~0.4%的Cu、0.6%~2.0%的Ni、0.08%~0.3%的Mo、0.002%~0.006%的N、小于或等于0.01%的P、小于或等于0.003%的S、余量的Fe及不可避免的杂质;
对所述加热后的板坯进行热轧至终轧结束温度为760℃~850℃而得到热轧钢板的步骤;
将热轧钢板以大于或等于5℃/s的冷却速度冷却至小于或等于450℃的步骤;以及
将所述冷却后的热轧钢板加热至875℃~960℃的温度范围后保持[1.3t+(10~30)]分钟的正火热处理步骤,
其中,所述t是对热轧钢板的厚度以mm为单位测定出的值。
5.根据权利要求4所述的低屈强比特性和低温韧性优异的高强度钢板的制造方法,其特征在于:
所述冷却后的热轧钢板的显微组织的贝氏体为50面积%~90面积%。
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Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101917451B1 (ko) * 2016-12-21 2018-11-09 주식회사 포스코 저온인성이 우수한 저항복비 강판 및 그 제조방법
KR102236852B1 (ko) 2018-11-30 2021-04-06 주식회사 포스코 우수한 저항복비 및 저온인성 특성을 가지는 구조용강 및 그 제조방법
CN110373524B (zh) * 2019-07-16 2021-05-04 河钢股份有限公司承德分公司 一种90公斤级焊丝用钢热处理软化工艺
JP7330862B2 (ja) * 2019-11-01 2023-08-22 株式会社神戸製鋼所 母材と継手の低温靭性に優れた高張力鋼板およびその製造方法
JP7338811B1 (ja) * 2022-04-20 2023-09-05 Jfeスチール株式会社 鋼板およびその製造方法
WO2023203815A1 (ja) * 2022-04-20 2023-10-26 Jfeスチール株式会社 鋼板およびその製造方法

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07278656A (ja) * 1994-04-04 1995-10-24 Nippon Steel Corp 低降伏比高張力鋼の製造方法
JPH09256037A (ja) * 1996-03-22 1997-09-30 Nippon Steel Corp 応力除去焼鈍処理用の厚肉高張力鋼板の製造方法
JP2003003229A (ja) * 2001-06-19 2003-01-08 Nippon Steel Corp 疲労強度に優れた厚鋼板とその製造方法
KR20140118313A (ko) * 2013-03-28 2014-10-08 현대제철 주식회사 열연강판 및 그 제조 방법
JP5761080B2 (ja) * 2012-03-01 2015-08-12 新日鐵住金株式会社 伸びと穴拡げ性と疲労特性に優れた高強度熱延鋼板及びその製造方法
JP2016507649A (ja) * 2012-12-27 2016-03-10 ポスコ 極低温靱性に優れ低降伏比特性を有する高強度鋼板及びその製造方法
CN105420605A (zh) * 2015-11-30 2016-03-23 钢铁研究总院 一种超低屈强比冷轧双相钢及其制造方法
CN105579606A (zh) * 2013-09-27 2016-05-11 株式会社神户制钢所 延性和低温韧性优异的高强度钢板及其制造方法

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6057490B2 (ja) * 1979-02-28 1985-12-16 新日本製鐵株式会社 低降伏比の高張力鋼板の製造方法
JP4485427B2 (ja) 2005-07-28 2010-06-23 株式会社神戸製鋼所 低降伏比高張力鋼板
JP5768603B2 (ja) * 2011-08-31 2015-08-26 Jfeスチール株式会社 高一様伸び特性を備え、かつ溶接部低温靱性に優れた高強度溶接鋼管、およびその製造方法
KR101403224B1 (ko) 2011-12-28 2014-06-02 주식회사 포스코 저항복비 특성 및 저온인성이 우수한 후 강판 및 그 제조방법
CN103320692B (zh) * 2013-06-19 2016-07-06 宝山钢铁股份有限公司 超高韧性、优良焊接性ht550钢板及其制造方法

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07278656A (ja) * 1994-04-04 1995-10-24 Nippon Steel Corp 低降伏比高張力鋼の製造方法
JPH09256037A (ja) * 1996-03-22 1997-09-30 Nippon Steel Corp 応力除去焼鈍処理用の厚肉高張力鋼板の製造方法
JP2003003229A (ja) * 2001-06-19 2003-01-08 Nippon Steel Corp 疲労強度に優れた厚鋼板とその製造方法
JP5761080B2 (ja) * 2012-03-01 2015-08-12 新日鐵住金株式会社 伸びと穴拡げ性と疲労特性に優れた高強度熱延鋼板及びその製造方法
JP2016507649A (ja) * 2012-12-27 2016-03-10 ポスコ 極低温靱性に優れ低降伏比特性を有する高強度鋼板及びその製造方法
KR20140118313A (ko) * 2013-03-28 2014-10-08 현대제철 주식회사 열연강판 및 그 제조 방법
CN105579606A (zh) * 2013-09-27 2016-05-11 株式会社神户制钢所 延性和低温韧性优异的高强度钢板及其制造方法
CN105420605A (zh) * 2015-11-30 2016-03-23 钢铁研究总院 一种超低屈强比冷轧双相钢及其制造方法

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