厚钢板及厚钢板的制造方法_3

文档序号:9291152阅读:来源:国知局
73] 本发明的厚钢板中的主体组织是贝氏体和马氏体。而且,优选使结晶组织的结晶 粒径变得微细。在本发明中,该结晶粒径是指下述的有效结晶粒径。
[0074] 有效结晶粒径:15 y m以下
[0075] 本发明的厚钢板的板厚中心的有效结晶粒径为15 y m以下。如果有效结晶粒径大 于15 ym,则厚钢板的韧性变差。有效结晶粒径更优选为10 ym以下。需要说明的是,有效 结晶粒径可以用H3SP(Electron Backscatter Diffraction Pattern:电子背散射衍射图 案)法来算出。然后,通过求出观察面的有效结晶粒径的平均值可以得到有效结晶粒径。需 要说明的是,可以使用市售的图像处理软件等求出有效结晶粒径。
[0076] 另外,有效结晶粒径的测定可以通过下述方法来进行:对从厚钢板的板厚中心选 取的与乳制方向平行的剖面进行镜面研磨,并对板厚中心的5mm X 5mm范围进行EBSP解析。 即使在该范围内存在有效结晶粒径超过15 ym的样品,只要有效结晶粒径在15 ym以下的 样品所占的比例为总体的80%以上,就在本发明的范围内。
[0077] 有效结晶粒径的标准偏差:10 y m以下
[0078] 在本发明中,有效结晶粒径的粒径分布的标准偏差为10 ym以下。如果上述标准 偏差大于10 ym,则一部分存在的粗大晶粒会成为脆性破坏的起点,导致厚钢板的韧性变 差。另外,本发明中上述标准偏差优选为7 ym以下。
[0079] 接着,对本发明的厚钢板的制造方法进行说明。本发明的厚钢板的制造方法对制 造条件没有特别限定。例如,本发明的厚钢板可以通过具有加热工序、再结晶温度范围乳制 工序、未再结晶温度范围乳制工序、以及冷却工序的方法来制造。
[0080] 对于本发明的厚钢板而言,使结晶组织的结晶粒径最大限度地变得微细是重要 的。为了实现该目的,有如下方法:在奥氏体的再结晶温度范围进行强压下使奥氏体粒变得 微细,通过进行奥氏体的未再结晶温度范围的压下来导入相变核,然后进行快速冷却。
[0081] 在再结晶温度范围乳制工序中,在各道次压下时是否发生再结晶依赖于各道次所 施加的应变量。而且,在未再结晶温度范围乳制工序中,由压下所施加的应变产生的相变核 的效果依赖于应变量的总和。而且,对于任一乳制工序而言,为了将乳制产生的应变施加至 板厚中心,需要增大下式所示的各乳制道次的乳制形状比(ld/hm)。
[0082] ld/hm = {R(hi-h0)}1/2/ {(hi+2h0)/3}
[0083] 这里,各符号分别表示各乳制道次时的Id :投影接触弧长、hm :平均板厚、R :辊半 径、:入侧板厚、h。:出侧板厚。
[0084] 通过对道次安排、压下率以及乳制形状比进行各种更改,使板厚中心组织的平均 尺寸变小、且降低组织尺寸的不均,能够制造出具有优异的低温韧性、且屈服强度和拉伸强 度在一定的水平以上的厚钢板。各工序的内容和各工序中采用的优选条件如下所述。需要 说明的是,乳制形状比按照上述式子表示,其涉及进行乳制时板厚方向的应变分布。如果乳 制形状比小,则存在应变集中于钢板表面的倾向。在相同直径的辊的情况下,减小压下量时 乳制形状比减小。另外,如果乳制形状比大,则存在应变不仅发生在钢板的表面,而且深入 板厚中心部的倾向。为了增大乳制形状比,在相同直径的辊的情况下,只要增大压下量即 可。
[0085] 加热工序是指对具有上述成分组成的钢板进行加热的工序。在本工序中,优选将 钢板加热至950°C以上且1150°C以下。如果加热温度小于950°C,则会局部形成奥氏体未相 变部,因此无法在乳制后获得需要的特性。另一方面,如果加热温度超过1150°C,则奥氏体 粒变得粗大,无法在控制乳制后获得作为期望的钢板组织的小粒组织。在本工序中,特别优 选加热温度为950°C以上且1120°C以下。
[0086] 再结晶温度范围乳制工序是指,在板厚中心温度为930°C以上且1050°C以下的温 度范围内,进行3道次以上乳制形状比为0. 5以上且每一道次的压下率为6. 0%以上的乳 制的工序。另外,乳制时对钢板施加的应变根据板厚位置而不同,乳制形状比越小,对板厚 中心施加应变的比例越小。为了对板厚中心施加与压下比相应的应变,需要将乳制形状比 调整为0.5以上。而且,为了生成再结晶,需要每一道次6.0%以上的压下率。需要说明的 是,优选每一道次为8%以上。
[0087] 如果进行本工序时的板厚中心温度的温度范围小于930°C,则存在乳制时难以发 生再结晶,无法形成需要量的奥氏体粒微细化的倾向。另外,在高于1050°C的温度时,乳制 时再结晶引起的微粒化效果减小。因此,上述温度范围优选为930°C以上且1050°C以下。需 要说明的是,板厚中心温度使用了根据热传导、对流传热、辐射传热等传热计算得到的计算 值,所述传热计算也考虑到了除锈水、钢板温度调整用冷却水的喷射。
[0088] 另外,在本工序中,在板厚中心温度为930°C以上且1050°C以下的温度范围内,乳 制形状比为0. 5以上,且每一道次的压下率为6. 0%以上的压下次数为2次以下的情况下, 会残留一部分未产生再结晶而仍然粗大的晶粒。如果每一道次的压下率小、或压下次数少, 则特别是板厚中央部的韧性会变差。
[0089] 未再结晶温度范围乳制工序是指,在上述再结晶温度范围乳制工序后,在板厚中 心温度小于930°C的温度范围内,进行1道次以上的乳制形状比为0. 5以上、且压下率或压 下率总计为35%以上的乳制的工序。
[0090] 如果在930°C以上进行本工序,则容易生成再结晶,导入的应变由于再结晶时被消 耗而不会蓄积,不能在随后的冷却时作为相变核而利用,导致最终组织变得粗大。
[0091] 另外,对于本工序而言,在乳制形状比小于0. 5的乳制的情况下、在压下率或压下 率之和小于35%的情况下,对板厚中心施加的应变减小,奥氏体相在相变时的微粒化无法 达到需要量。乳制优选为2道次以上,压下率之和的优选范围为45%以上。
[0092] 冷却工序是指,在上述未再结晶温度范围乳制工序后,从板厚中心温度为 Ar3+15°C以上的温度开始冷却,并且在板厚中心温度于700°C~500°C之间的平均冷却速度 为3. 5°C /秒以上的条件下进行冷却的工序。
[0093]如果板厚中心的冷却开始温度小于Ar3+15°C,则在板厚中心部的快速冷却开始之 前铁素体相变就开始了,导致厚钢板的屈服强度降低。因此,将板厚中心的冷却开始温度限 定为Ar 3+15°C以上。需要说明的是,Ar3使用了用实施例所示的热膨胀试验而求出的值。
[0094] 如果板厚中心的平均冷速小于3. 5°C /秒,则生成铁素体相而使屈服强度降低。因 此,将板厚中心于700~500°C之间的平均冷速限定为3. 5°C /秒以上。
[0095] 对于本发明而言,优选在上述冷却工序后还具有在700°C以下的温度进行回火处 理的回火工序。
[0096] 如果回火温度大于700°C,则生成铁素体相而使厚钢板的屈服强度降低。因此,将 回火温度限定在700°C以下。需要说明的是,上述回火温度优选为650°C以下。
[0097] 实施例
[0098] 以下,通过实施例对本发明进行说明。需要说明的是,本发明并不受以下实施例的 限定。
[0099] 表1示出了用于评价的钢的组成。钢种类A~H是成分组成满足本发明的范围的 发明例,钢种类I~M是成分组成在本发明的范围以外的比较例。
[0100] 按照表2所示的制造条件,使用这些种类的钢制造厚钢板,将对得到的厚钢板的 组织、母材的强度、韧性进行了评价的结果示于表3。
[0101] 需要说明的是
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