[发明专利]抗氢致裂纹性优异的钢板及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及抗氢致裂纹性优异的钢板及其制造方法。

背景技术

伴随着含有硫化氢的原油、气体等劣质资源的开发，在这些用于输送和储藏的管线管及储罐中，需要抗氢致裂纹性(hydrogen indueed cracking resistance，以下耐HIC性)和耐应力腐蚀开裂性(sulphide stress corrosion cracking resistance，以下耐SSCC性)等所谓的耐酸性(sour resistance)优异。特别是氢致裂纹，已知是伴随着腐蚀反应而侵入钢材内部的氢，集聚在沿着轧制方向延伸并发生应力集中的MnS和在板坯的加热时熔化残留的比较粗大的以Nb(C、N)为首的非金属夹杂物等处，气化而致使裂纹发生。

一直以来，提出有几个关于提高上述耐HIC性的技术。例如在日本·专利第3846233号中，公开有一种通过控制板厚中心部的平均Mn浓度主最大Mn浓度而改善耐HIC性的钢材。通过这一方法虽然可以改善耐HIC性，但因为中心偏析部的夹杂物未得到控制，所以认为难以防止微细的裂纹。

另外在日本·特开2011-68949号中公开的要旨在于，相对于S量而适当调整REM、Ca添加量，由此抑制MnS，得到发挥优异韧性的钢板。如此通过添加REM、Ca，虽然能够抑制MnS的生成，但是为了确实地提高耐HIC性，认为还需要进一步适当控制其他的硫化物(REM和Ca的硫化物)。

发明内容

本发明着眼于上述的这样的情况而形成，其目的在于，通过控制在钢中存在的夹杂物的组成，实现抗氢致裂纹性十分优异的钢板，另外确立用于得到上述钢板的有用的制造方法。

能够解决上述课题的本发明的抗氢致裂纹性优异的钢板，满足

C：0.02～0.20％(质量％的意味。关于化学成分下同)、

Si：0.02～0.50％、

Mn：0.6～2.0％、

P：0.030％以下、

S：0.004％以下、

Al：0.010～0.08％、

N：0.001～0.01％、

Nb：0.002～0.06％、

Ca：0.0003～0.0060％、

O：0.0040％以下、

REM：0.0002～0.05％和

Zr：0.0003～0.020％，余量是铁和不可避免的杂质，

钢中所含有的宽度为1μm以上的夹杂物的组成中，REM硫化物(RES)和Ca硫化物(CaS)的质量比(RES/CaS)为0.05以上，并且

夹杂物中的Zr量为5～60％，此外，

夹杂物中的Nb量5％以下。

上述钢板，作为其他元素，也可以还含有从如下元素构成的群中选择的一种以上：

Ti：0.003～0.03％、

B：0.0002～0.005％、

V：0.003～0.1％、

Cu：0.01～1.5％、

Ni：0.01～3.5％、

Cr：0.01～1.5％、

Mo：0.01～1.5％和

Mg：0.0003～0.005％。

上述钢板，适合作为管线管用。另外在本发明中，也包括使用上述钢板制造的管线管用钢管。

在本发明中，也包括制造上述钢板的方法，其中，

在熔钢处理工序中，按顺序包括如下工序：

使S达到0.004％以下的、使用Fe浓度为0.1～10％的熔渣的脱硫工序；使熔钢的溶存氧浓度Of以与熔钢的S浓度的比(Of/S)计，达到10以下的脱氧工序；以Zr、REM、Ca的顺序添加Zr、REM和Ca的工序，或者按照同时添加Zr和REM，接着再添加Ca的顺序进行添加(但是，从添加REM至添加Ca的时间为4分钟以上)，并且，从添加Ca至凝固完毕的时间在200分钟以内。

根据本发明，能够提供抗氢致裂纹性优异的钢板和钢管。其适用于天然气体/原油输送用管线管和储藏用罐等。

附图说明

图1是表示夹杂物的宽度的概略说明图。

图2是表示RES/CaS与MnS指数的关系的曲线图。

图3是表示RES/CaS与200μm以上的HIC的裂纹个数的关系的曲线图。

图4是表示本发明钢(发明例)与比较钢的夹杂物的组成分析结果的显微镜照片。