[发明专利]脆性龟裂传播停止特性优异的厚钢板及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及主要作为船舶和桥梁的结构材料的原材使用的厚钢板，特别是涉及改善了使发生了的脆性龟裂的传播停止的特性的厚钢板，和用于制造这种厚钢板的有用的方法。 

背景技术

在船舶、建筑物、储罐、海洋结构物、管道钢管等的结构物所使用的钢板中，为了抑制结构物的脆性破坏，而要求有止裂(arrest)特性(以下称为“脆性龟裂传播停止特性”)，该特性是抑制由于脆性龟裂的传播造成的破坏的能力。近年来，随着结构物的大型化，使用屈服应力为390MPa以上，板厚为50mm以上的高强度厚钢板的情况变多。然而，上述这样的脆性龟裂传播停止特性，一般随着钢板的高强度、厚壁化，对其确保会变得困难。 

另一方面，在集装箱船中为了效率化，大型化也被推进，随之而来的是使用厚壁、高强度的钢板。若考虑船体的破坏安全性，则不使之发生脆性破坏至关重要，但假如脆性破坏已发生时，为了避免船体完全崩裂，使船体具有脆性龟裂传播停止特性而使龟裂的传播停止很重要。从这一背景出发，就要求在上甲板部停止由舱口围板发生的脆性龟裂，期望在高强度的钢板中赋予上述脆性龟裂传播停止特性的技术。 

作为提高脆性龟裂传播停止特性的方法，已知有(a)添加合金元素的方法，(b)使晶粒直径微细化的方法等。其中作为添加合金元素的方法，例如提出有特开2007-302993号这样的技术。在该技术中，作为合金元素含有Ni，并控制冷却过程中的冷却速度，由此使贝氏体粒径微细化而使脆性龟裂传播停止特性提高。 

然而，在这一技术中，碳当量Ceq容易变高，从焊接性的观点出发而不为优选。另外，板厚80mm这样的厚壁，即使在表层部(例如距表面至板厚的10％的深度的部分)的微细化被达成，使脆性龟裂的传播停止的能力也不一定能够充分地发挥，未必能够确保良好的脆性龟裂传播停止特性。而且，添加合金元素还会招致钢板的成本增大。

另一方面，作为通过使晶粒直径微细化而提高脆性龟裂传播停止特性的方法，已知例如有专利第3845113号、特开2002-256374号这样的技术。在这些技术中，以铁素体为母材，使该铁素体的粒径微细化，由此确保良好的脆性龟裂传播停止特性。然而，在这些技术中因为以软质的铁素体为母相，所以难以适用高强度厚钢板。 

发明内容

本发明着眼于前述的情况而做，其目的在于，提供一种通过在板厚方向的规定位置以贝氏体为主体，并且实现晶粒直径的微细化，从而脆性破坏传播停止特性优异的厚钢板，和用于制造这种厚钢板的有用的方法。 

能够成达前述目的的本发明的厚钢板，分别含有C：0.05～0.12％(质量％的意思，关于化学成分组成下同)、Si：0.05～0.30％、Mn：1.00～1.80％、Al：0.01～0.06％、Ti：0.005～0.03％、Nb：0.005～0.05％、B：0.0005～0.003％和N：0.0020～0.0090％，余量是铁和不可避免的杂质，P抑制在0.025％以下，S抑制在0.01％以下，在距表面深t/8～t/4(t表示板厚，下同)的位置，由贝氏体占95面积％以上的组织构成，且以相邻的两个结晶的方位差为15°以上的大角晶界所包围的区域作为晶粒时，该晶粒的平均当量圆直径为8μm以下。 

还有，所谓当量圆直径，意思是具有与该晶粒相同的面积的圆的直径。另外，相邻的两个结晶的方位差为15°以上的大角晶界所包围的区域作为晶粒时的该晶粒的平均当量圆直径，以下简称为“大角晶界直径”。 

当制造上述这样的本发明的厚钢板时，将具有所述组成的板坯加热到1050～1150℃的温度后进行粗轧，在粗轧结束后，以1℃/秒以上的平均冷却速度进行水冷直至钢板表面温度为(Ar₃相变点-90℃)～(Ar₃相变点-20℃)为止，此后使温度返回至(Ar₃相变点+10℃)～(Ar₃相变点+80℃)的温度范围，并在温度返回到该温度范围后，进行累积压下率为60％以上的轧制， 其后以5℃/秒以上的平均冷却速度从(Ar₃相变点-120℃)以上的温度加速冷却至400～500℃的温度范围即可。 

在本发明的钢板中，通过在板厚方向的规定位置，成为以贝体体为主体的组织，并且实现具有特性的结晶方位的晶粒的微细化，能够实现脆性龟裂传播停止特性优异的厚钢板，这样的钢板作为以船舶、建筑物为首的各种大型结构物的原材有用。 

附图说明