会提高，但存在基底金属的延展性降低的缺点，因此，优选 以0. 1 %以下来进行添加。
[0035] 本发明钢材的剩余成分为Fe，可以包含制备工序中不可避免混入的杂质。此外，本 发明的钢材由于具有如上所述的合金组成，从而能够确保优异的强度和低温韧性，但为了 通过进一步抑制碳化物的形成来进一步提高上述效果，可以进一步包含2%以上的Cu。
[0036] 铜（Cu) :2% 以下
[0037] 铜由于在碳化物内的固溶度非常低，并且在奥氏体内的扩散慢，从而具有抑制碳 化物的效果。但是，以2%以上来进行添加时，会带来制备成本的上升，而且在制备时，会成 为发生龟裂的原因（热脆性（hotshortness))，因此，优选将其含量控制在2 %以下。
[0038] 本发明的钢材为基底金属的微细组织由奥氏体构成的钢材，其焊接热影响区是以 90%以上的体积分数来包含奥氏体的钢材。在所述焊接热影响区中，以不足90%的分率来 形成奥氏体时，会降低耐磨性和耐冲击性。此外，所述奥氏体分率是指将碳化物作为微细组 织的一种来包含的意思。即，将碳化物不包含在微细组织含量范围内时，本发明的钢材具有 奥氏体单相组织。此外，本发明的钢材不只是单纯地表示钢材自身的材料，还包括以焊接的 状态用于最终产品中的钢材。
[0039] 此外，本发明的钢材中，所述奥氏体晶粒的尺寸优选为100ym以下（排除0)。通 过上述方法对奥氏体晶粒尺寸进行微细化，从而能够提供能够析出碳化物的大量的场所， 从而能够形成非网状碳化物的分散的碳化物，由此可提高韧性。所述奥氏体晶粒尺寸越细 越有利于确保本发明的效果，因此，对下限值没有特别地限定。
[0040] 此外，本发明提供的钢材中，优选将形成于焊接热影响区的碳化物控制在10体 积％以下。所述碳化物的分率超过10体积％时，会引起因碳化物导致的焊接热影响区韧性 的降低。
[0041] 如上所述的本发明提供的钢材在_40°C下的焊接热影响区的沙尔皮冲击值为50J以上，屈服强度为450MPa以上，因此具有优异的焊接热影响区韧性和高强度。
[0042] 下面，对本发明的奥氏体类钢材的制备方法的一个实施方式进行说明。
[0043] 首先，对具有上述合金组成的钢坯在1050~1120°C下进行再加热。所述再加热温 度超过1120°C时，部分钢材会熔融，不足1050°C时，碳化物不会发生熔解，从而会使冲击韧 性下降。
[0044] 将进行了如上所述再加热的钢坯在950°C下进行热间收尾轧制，从而获得热轧钢 板。所述热间收尾轧制温度不足950°C时，会引起部分再结晶，从而会形成非均质的晶粒。 此外，本发明的钢材为奥氏体类钢材，即使所述热间收尾轧制在再加热温度范围内实施，对 作为目标的组织或物理性质的确保方面也不会有大的问题。因此，对所述热间收尾轧制温 度的上限值没有特别地进行限定，最终，所述热间收尾可以在950~1120°C的范围内实施。
[0045] 之后，将所述热轧钢板以10°C/s以上的速度冷却至500°C以下。所述冷却速度不 足10°C/s或超过500°C时，因碳化物的析出会降低冲击韧性。只要所述冷却速度在10°C/ s以上时，对本发明的目标组织及物理性质的确保方面不会有大的问题，因此，对其上限值 没有特别地进行限定，但是因设备原因很难超过l〇〇°C/s。在500°C以下的温度范围内完成 冷却停止时，能够容易地确保本发明的目标组织或物理性质，因此，对其下限值没有特别地 进行限定，例如，冷却至常温后再停止也无妨。
[0046] 下面，通过实施例对本发明进行更详细地说明。但是，下述实施例仅是为了更详细 地说明本发明，其并不能限定本发明的权利要求保护范围。
[0047](实施例1)
[0048] 对具有下述表1中记载的化学组成的钢坯在1120°C下进行再加热后，在1100°C下 开始实施粗轧，在950°C下实施收尾轧制后，以20°C/s的冷却速度冷却至常温，从而制得热 轧钢板。使用图1中所示的条件对由此制得的热轧钢板实施焊接模拟。图1为利用药芯焊 丝电弧焊（FCAW)，并以20KJ/cm的热输入量来对厚度为40mm的钢材进行焊接时的粗晶粒 (CoarseGrain，CG)热影响（HAZ)部的热循环进行模拟的图。对由此获得的焊接热影响区 (HAZ)测定微细组织和机械物理性质等后，将其结果显示在表2中。
[0049]表1
[0054] 从上述表1及表2中可知，满足本发明公开的合金组成的发明例1至5,通过确保 焊接热影响区的奥氏体分率为90%以上，从而能够确保在-40°C下具有100J以上的优异的 冲击韧性。
[0055] 图2为使用光学显微镜观察的发明例2的照片，如图2中所示，可以确认发明例2 的焊接热影响区包含有90%以上的奥氏体。
[0056] 但是，不满足本发明公开的合金组成的比较例1及比较例2,可知随着在本发明公 开的晶界上析出10%以上的碳化物，因此没有确保适量的奥氏体分率，由此使得冲击韧性 降低至不足50J。
[0057](实施例2)
[0058] 将具有下述表3中记载的化学组成的钢坯在1120°C下进行再加热后，在1100°C下 开始实施粗轧，在950°C下实施收尾轧制后，以20°C/s的冷却速度冷却至常温，从而制得热 轧钢板。使用图1中所示的条件对由此制得的热轧钢板实施焊接模拟。对由此获得的焊接 热影响区（HAZ)测定微细组织和晶粒大小、机械物理性质等后，将其结果显示在表4中。
[0059]表 3
[0063] 如上述表3及表4可知，满足本发明公开的合金组成的发明例6至10,通过确保 焊接热影响区的奥氏体分率为90%以上，因此具有100ym以下的微细晶粒，从而能够确保 在-40°C下具有100J以上的优异的冲击韧性。
[0064] 图3为使用光学显微镜观察的发明例6的照片，如图3中所示，可以确认发明例1 的焊接热影响区包含有90%以上的奥氏体。
[0065]但是，不满足本发明公开的合金组成的比较例3及比较例4,可知它们未能确保本 发明公开的奥氏体分率，此外，随着奥氏体晶粒超过l〇〇ym而生长，在晶界上析出10%以 上的碳化物，由此使得冲击韧性降低至不足50J。
【主权项】
1. 一种焊接热影响区韧性优异的高强度奥氏体类钢材，其特征在于，所述高强度钢材 以重量％计，包含0.8~I. 5% C、15~22% Mn、5%以下Cr (0除外），余量的Fe及其它不可 避免的杂质，并且进一步包含下述（a)及（b)中的一种以上，并且焊接热影响区的微细组织 以体积分数包含90%以上的奥氏体；其中，（a)为0.1~1% Mo及0.001~0.02% B，（b) 为 0? 01 ~0? 3% Ti 及 0? 003 ~0? 1% N。2. 根据权利要求1所述的焊接热影响区韧性优异的高强度奥氏体类钢材，其特征在 于，所述钢材进一步包含2%以下的Cu。3. 根据权利要求1所述的焊接热影响区韧性优异的高强度奥氏体类钢材，其特征在 于，所述奥氏体的晶粒尺寸为100 Um以下。4. 根据权利要求1所述的焊接热影响区韧性优异的高强度奥氏体类钢材，其特征在 于，所述焊接热影响区为碳化物以10 %以下的体积分数形成。5. 根据权利要求1所述的焊接热影响区韧性优异的高强度奥氏体类钢材，其特征在 于，所述焊接热影响区在-40°C的沙尔皮冲击值为50J以上。6. 根据权利要求1所述的焊接热影响区韧性优异的高强度奥氏体类钢材，其特征在 于，所述钢材的屈服强度为450MPa以上。7. -种焊接热影响区韧性优异的高强度奥氏体类钢材的制备方法，其特征在于，所述 焊接热影响区制备方法包括以下步骤：对以重量％计，包含〇. 8~I. 5% C、15~22% Mn、 5 %以下Cr (0除外），余量的Fe及其它不可避免的杂质，并且进一步包含下述（a)及（b)中 的一种以上的钢坯在1050~1120°C下进行再加热；对上述进行了再加热的钢坯在950°C以 上进行热间收尾轧制，从而获得热轧钢材；以及，以l〇°C /s以上的速度将所述热轧钢材冷 却至 500°C 以下；其中，（a)为 0? 1 ~1% Mo 及 0? 001 ~0? 02% B，（b)为 0? 01 ~0? 3% Ti 及 0? 003 ~0? 1% N。
【专利摘要】本发明涉及一种焊接热影响区韧性优异的高强度奥氏体类钢材及其制备方法。本发明的一实施方式提供一种以重量％计，包含0.8-1.5％C、15～22％Mn、5％以下Cr(0除外)，余量的Fe及其它不可避免的杂质，并且进一步包含下述(a)及(b)中的一种以上，并且焊接热影响区的微细组织以体积分数包含90％以上的奥氏体的焊接热影响区韧性优异的高强度奥氏体类钢材及其制备方法。其中，(a)为0.1～1％Mo及0.001～0.02％B，(b)为0.01～0.3％Ti及0.003～0.1％N。
【IPC分类】C22C38/00, C22C38/38, C22C38/04, C21D8/00
【公开号】CN104884661
【申请号】CN201380068614
【发明人】李学哲, 徐仁植, 李淳基, 朴仁圭, 金龙进, 李弘周
【申请人】Posco公司
【公开日】2015年9月2日
【申请日】2013年12月24日
【公告号】CA2896534A1, EP2940173A1, US20150354037, WO2014104706A1