專利名稱：高強度電阻焊接管用熱軋鋼帶及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及高強度電阻焊接管用熱軋鋼帶及其制造方法，其中熱軋鋼帶具有優(yōu)異的低溫韌性和焊接性，并且是適于形成管線管(linepipes)、油井管等的原材料。
背景技術(shù)：
石油危機以來，在北海、加拿大、阿拉斯加等極地地區(qū)原油、天然氣的開采和管道的鋪設(shè)進行得很活躍。管道用鋼管稱為管線管。為了提高天然氣和石油的輸送效率，增大了管線管的直徑。同時，它們傾向于在高壓條件下進行。作為能夠滿足上述需要的管線管用鋼材(linepipe steel)，日益需要厚度大或強度高、低溫韌性優(yōu)異、焊接性優(yōu)異、且可以低成本制造的鋼材。
由于必須在實際進行鋪設(shè)的現(xiàn)場進行管線管用鋼材的環(huán)縫焊接，所以人們所希望的是管線管用鋼具有低碳含量，以避免部分由于焊接部的熔融金屬與熱影響區(qū)(HAZ)間的硬底差增大引起的韌性劣化。
鋼板和熱鋼帶(熱軋鋼帶)一直是作為鋼管用原材料使用。例如，在日本未審專利申請公報No.11-189840中，揭示了一種提供作為耐氫誘導(dǎo)裂紋性優(yōu)異的管線管用鋼原材料的鋼板的技術(shù)。
關(guān)于熱軋鋼帶，在日本未審專利申請公報No.64-25916中揭示了一種制造方法，包括在Ar3或更高溫度下軋制碳含量低的板坯(slab)，以20℃/秒或更高冷卻速率迅速冷卻得到的鋼板，和在250℃或更低溫度下卷取這樣冷卻的鋼板。
另外，作為與上述方法類似的熱軋帶的制造方法，在日本未審專利申請公報No.2001-207220中揭示了一種用于將熱軋鋼帶的表面微細化的方法。在該方法中，在將粗軋加工的鋼板的表面溫度降至Ar3或更低溫度后，通過鋼板自身的熱或外部加熱再次將鋼板加熱到Ar3或更高溫度。在與上述加熱相伴發(fā)生的鐵素體/奧氏體逆相變過程中，完成精軋，從而將熱軋帶的表面微細化。
如上有關(guān)在高壓條件下使用管線管的記述，需要管線管用鋼材具有更高強度或更大厚度。作為厚壁鋼管，一般由鋼板制成的UOE鋼管是廣為人知的。
另一方面，因為由熱軋機制造的熱軋鋼帶可以通過卷取由較大的板坯得到的制品、將一部分具有所需長度的制品供給到造管工序、和連續(xù)由其形成管的步驟而連續(xù)形成，所以從鋼管的制造效率來看是有利的。另外，在一些熱軋線中，在通過粗軋加工的中間卷材(intermediatecoils)在相互連接后，可以進行連續(xù)軋制。因此，其生產(chǎn)率比鋼板高。結(jié)果，可以提供比鋼板用原材料便宜的熱軋鋼帶用原材料。
另外，由鋼板制造的UOE鋼管可以通過進行至少兩次加壓成型而形成。因此，壓機系統(tǒng)(press lines)必須根據(jù)壓制步驟的數(shù)目進行安裝。因此，當(dāng)與可以在從卷材供給的具有所需長度的熱軋鋼帶后立即形成的電阻焊接鋼管相比時，UOE鋼管的造管成本變高。
如上所述，從提供便宜的鋼管形成用原材料方面來看，熱軋鋼帶比鋼板有利。
根據(jù)使用熱軋鋼帶的制造方法和日本未審專利申請公報No.2001-207220，發(fā)現(xiàn)了有效利用鐵素體/奧氏體逆相變的有關(guān)軋制和冷卻進程(schedule)的適當(dāng)條件。但是，當(dāng)鋼板厚度為約20mm時，必須安裝冷卻能力高的設(shè)備以在確保冷卻速率以滿足JP’220中揭示的冷卻進程的同時進行制造。結(jié)果，在一些情況下建設(shè)新的生產(chǎn)線和增加成本是必須的。
另外，當(dāng)增加鋼板厚度時，表面部與中心部之間的溫度差增加。因此，必須采取措施以避免由于板厚方向上的冷卻速率差別造成的不均勻組織形成。
另外，根據(jù)日本未審專利申請公報No.64-25916，為得到微細的貝氏體，20℃/秒或更高的冷卻速率和250℃或更低的卷取溫度是必須的，因為淬火性受到適當(dāng)降低C含量和Mn含量的控制。但是，當(dāng)鋼板厚度增大時，一般難以在厚度方向的全區(qū)域上均勻和快速地冷卻。當(dāng)形成厚材料時，必須安裝冷卻能力強的設(shè)備。因此，上述的制造方法在實際使用時存在限制。
因此，提供具有優(yōu)異的低溫韌性和焊接性的熱軋鋼帶及其有利的制造方法將是有益的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的熱軋鋼帶可以低成本制造而無需建設(shè)新設(shè)備和增加成本，并且優(yōu)選用于形成高強度電阻焊接鋼管。
根據(jù)本發(fā)明的一個方面，熱軋鋼帶以質(zhì)量百分比為基礎(chǔ)含有約0.005～約0.04％的C；約0.05～約0.3％的Si；約0.5～約2.0％的Mn；約0.001～約0.1％的Al；約0.001至約0.1％的Nb；約0.001～約0.1％的V；約0.001～約0.1％的Ti；約0.03％或更低的P；約0.005％或更低的S；約0.006％或更低的N；選自由約0.5％或更低的Cu、約0.5％或更低的Ni、和約0.5％或更低的Mo組成的組中的至少一種；余量為Fe和伴隨的雜質(zhì)。在上述的熱軋鋼帶中，由下式(1)表示的Pcm為0.17或更低
Pcm＝(％C)+(％Si)/30+((％Mn)+(％Cu))/20+(％Ni)/60+(％Mo)/7+(％V)/10式(1)其中，(％M)表示元素M的質(zhì)量百分比含量，并且熱軋鋼帶由含量為約95體積％或更高的作為主相的貝氏體鐵素體組成。
沉淀的Nb量與Nb總量的百分比(以下稱為“Nb沉淀比”)優(yōu)選為約5～約80％。
上述的熱軋鋼帶可以進一步含有約0.005質(zhì)量％或更低的Ca和/或REM。
另外，上述的熱軋鋼帶可以進一步含有選自由約0.1％或更少的Cr和約0.003％或更少的B組成的組中的至少一種，其中由下式(2)表示的Pcm’可以為0.17或更少Pcm’＝(％C)+(％Si)/30+((％Mn)+(％Cu)+(％Cr))/20+(％Ni)/60+(％Mo)/7+(％V)/10式(2)其中，(％M)表示元素M的質(zhì)量百分比含量。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，一種制造具有優(yōu)異的低溫韌性和焊接性的高強度電阻焊接管用熱軋鋼帶的方法，包括將具有上述組成之一的鋼坯(steel slab)加熱到約1,000～約1,300℃；將加熱的鋼坯進行精軋，形成鋼帶；在鋼帶的表面溫度為約(Ar3-50℃)或更高的條件下完成精軋；完成精軋后立即開始冷卻；和在約700℃或更低溫度下將鋼帶卷取以緩慢冷卻。
如上所述，根據(jù)本發(fā)明，作為形成高強度電阻焊接鋼管的原材料，代替過去為此主要使用的鋼板，具有高強度和優(yōu)異焊接部韌性的熱軋鋼帶可以低成本提供并且可以在工業(yè)領(lǐng)域中顯著有效使用。


圖1是說明CTOD值和Pcm值關(guān)系的圖。
圖2是說明Nb沉淀比和母材CTOD關(guān)系的圖。
圖3A和3B是說明CTOD試片的尺寸和形狀的示意圖.
圖4是說明卷取溫度(CT)和Nb沉淀比關(guān)系的圖。
具體實施例方式
本發(fā)明的鋼組成的選擇方式如下所述。在選擇用來說明的實施方式中，組成中使用的“％”表示“質(zhì)量％”，除非另有說明。
C約0.005～約0.04％碳(C)是確保強度的重要元素。C含量必須為約0.005％或更高以確保所需的強度。但是，當(dāng)該含量超過約0.04％時，由于碳含量增加，除焊接性劣化外，當(dāng)冷卻速率高時易于形成馬氏體。相反，當(dāng)冷卻速率低時，易于形成珠光體。因此，在兩種情況下，鋼的韌性有時會劣化。因此，C的含量限定為約0.005～約0.04％。
Si約0.05～約0.3％硅(Si)用作鋼的脫氧劑。但是，當(dāng)其含量高時，由于當(dāng)進行電阻焊接時形成基于Mn-Si的非金屬夾雜物而造成焊接部韌性劣化。因此，Si含量的上限設(shè)定為約0.3％。另一方面，考慮到脫氧效果和目前的鋼制造技術(shù)，其下限設(shè)定為約0.05％。
Mn約0.5～2.0％為確保適當(dāng)?shù)膹姸刃枰辽偌s0.5％的錳(Mn)。但是，當(dāng)其含量高時，與添加多量C時同樣，韌性和焊接性會劣化，因此其上限設(shè)定為約2.0％。
Al約0.001～約0.1％鋁(Al)與Si一樣用作鋼的脫氧劑。但是，當(dāng)其含量高時，由于形成基于鋁的夾雜物，可能發(fā)生鋼性能劣化。因此，其上限設(shè)定為約0.1％。另一方面，考慮到脫氧效果，其下限設(shè)定為約0.001％。
Nb約0.001～約0.1％鈮(Nb)抑制奧氏體粒的粗大化及其再結(jié)晶，所以通過微細化有效提高強度。但是，當(dāng)其含量低于約0.001％時，效果不明顯。另一方面，當(dāng)其含量高于約0.1％時，焊接性有時可能劣化。因此，Nb的含量設(shè)定為約0.001～約0.1％。
V約0.001～約0.1％釩(V)是通過沉淀硬化提高強度的有用元素。但是，當(dāng)其含量低于約0.001％時，上述效果不能充分得到。另一方面，當(dāng)其含量超過約0.1％時，焊接性劣化。因此，V含量設(shè)定為約0.001～約0.1％。
Ti約0.001～約0.1％鈦(Ti)不僅通過防止奧氏體粒的粗大化而確保韌性，而且通過沉淀硬化有效提高強度。但是，當(dāng)其含量低于約0.001％時，上述效果不能充分得到。另一方面，當(dāng)其含量高于約0.1％時，焊接性劣化。因此，Ti含量設(shè)定為約0.001～約0.1％。
P約0.03％或更低；S約0.005％或更低；N約0.006％或更低磷(P)是作為雜質(zhì)在鋼中存在的元素，易于偏析和使鋼的韌性劣化。因此，其含量上限設(shè)定為約0.03％。
與元素P一樣，硫(S)使鋼韌性劣化。因此，其含量上限設(shè)定為約0.005％。
與元素P和S一樣，氮(N)使鋼韌性劣化。因此，其含量上限設(shè)定為約0.006％。
在本發(fā)明中，由于淬火性受低碳含量控制，所以熱軋后的冷卻速率必須控制在一定程度，以穩(wěn)定得到貝氏體鐵素體。因此，使用下述的元素以補充淬火性和防止在緩慢冷卻時易于形成的珠光體和多角形鐵素體的生成。
選自由Cu約0.5％或更低、Ni約0.5％或更低、和Mo約0.5％或更低組成的組中的至少一種上述那些全部是促進淬火性和提高強度的有用元素。它們優(yōu)選以含量為約0.05％或更高使用。但是，當(dāng)其大量使用時，如超過約0.5％時，除降低焊接性和韌性外，合金的制造成本也增加。因此，其含量各自都設(shè)定為約0.5％或更低。另外，盡管Ni有效發(fā)揮提高韌性的作用，但大量的Ni可能使焊接部的韌性劣化。
以上，描述了基本成分，除上述那些外，也可以選擇含有以下的元素。
Ca和/或REM約0.005％或更低鈣(Ca)用于通過置換將有害伸長的MnS夾雜物變?yōu)闊o害的CaS，MnS夾雜物降低低溫韌性。但是，當(dāng)Ca的含量超過約0.005％時，基于Ca的氧化物可能對韌性產(chǎn)生不利影響。稀土金屬(REM)也具有上述的相同效果。因此，在那些元素單獨使用或組合使用的兩種情況下，其含量優(yōu)選為約0.005％或更低。
Cr約0.1％或更低鉻(Cr)只要其含量小就可預(yù)期提高耐蝕性，特別是在輕微弱性(light sour)(弱酸性氣體)條件下的耐蝕性可以得到提高。但是，當(dāng)其含量超過約0.1％時，耐蝕性劣化。因此，其含量優(yōu)選為約0.1％或更低。
B約0.003％或更低硼(B)是提高強度的有用元素。其含量優(yōu)選設(shè)定為約0.0005％或更高。但是，當(dāng)其含量超過約0.003％時上述效果不能充分得到。因此，B的含量優(yōu)選設(shè)定為約0.003％或更低。
Pcm＝(％C)+(％Si)/30+((％Mn)+(％Cu))20+(％Ni)/60+(％Mo)/7+(％V)/10≤0.17Pcm’＝(％C)+(％Si)/30+((％Mn)+(％Cu)+(％Cr))/20+(％Ni)/60+(％Mo)/7+(％V)/10≤0.17上述的Pcm和Pcm’是焊接裂紋敏感性指數(shù)。Pcm指當(dāng)不含Cr時的指數(shù)，Pcm’指當(dāng)含有Cr時的指數(shù)。
以下，通過裂紋尖端張開位移(以下稱為“CTOD”)試驗廣泛考查焊接部的韌性。CTOD試驗是鋼板韌性評價中廣泛采用的試驗方法之一。根據(jù)CTOD試驗，確認(rèn)了當(dāng)焊接時形成大量馬氏體時，裂紋敏感性增加，結(jié)果韌性下降。作為指示淬火性，即，焊接部形成馬氏體的容易程度的指數(shù)，使用以上的Pcm(或當(dāng)含有Cr時的Pcm’；以下，為方便起見省略這種說明)，也確認(rèn)了Pcm值和CTOD試驗結(jié)果之間極其良好的相關(guān)性。
焊接部的CTOD值和Pcm值之間的關(guān)系如圖1所示。如圖1所示，當(dāng)控制組成使Pcm值為0.17或更低時，CTOD值變?yōu)?.25mm或更高，該值被認(rèn)為可以得到優(yōu)異的韌性。
以下，將說明本發(fā)明的鋼的微觀結(jié)構(gòu)。
貝氏體鐵素體約95體積％或更高鋼微觀結(jié)構(gòu)由作為主相的貝氏體鐵素體構(gòu)成的原因是為了確保強度和韌性。為確保強度必須形成微細粒子。從該觀點來看，優(yōu)選貝氏體鐵素體的晶粒直徑為約10μm或更低。在該實施方式中，晶粒直徑由公稱粒徑表示。公稱粒徑是通過使用L斷面顯微照片，通過用2/(π)1/2乘以切斷法求得的晶粒平均長度而得到的。
接下來，對于母材的韌性，單相微觀結(jié)構(gòu)是有利的，微觀結(jié)構(gòu)中珠光體、上部和下部貝氏體、和馬氏體的生成必須抑制到低于約5體積％。焊接部的韌性基本上是由化學(xué)成分決定的。確認(rèn)了當(dāng)貝氏體鐵素體單相(相比為約95體積％或更高)的Pcm值為0.17或更低時，可以得到優(yōu)異的韌性。
貝氏體鐵素體具有低溫相變的鐵素體微觀組織，其中在晶粒中存在大量移位，該種鐵素體與通常的鐵素體—多角形鐵素體(高溫下相變的軟質(zhì)先共析鐵素體)明顯不同。另外，通過貝氏體鐵素體的斷面顯微照片的圖像處理得到的貝氏體鐵素體面積比轉(zhuǎn)變?yōu)樨愂象w鐵素體的體積比。
沉淀硬化是通過沉淀合金元素如Nb以確保與低碳含量對應(yīng)的強度來進行的。為提高強度，沉淀合金元素是有效的。但是，由于大量沉淀顯著減低韌性，所以在保持CTOD韌性的同時，為得到優(yōu)選的高強度而將沉淀的Nb量與Nb的總量的百分比(以下稱為“Nb沉淀比”)控制到約5～約80％是有利的。
Nb沉淀比的上限優(yōu)選設(shè)定為約80％。Nb沉淀比優(yōu)選控制為約60％或更低，更優(yōu)選約30％或更低，以提高韌性。但是，Nb沉淀比必須為至少約5％以確保強度。Nb沉淀比由下式表示。
Nb沉淀比＝{沉淀的Nb量(質(zhì)量％)/Nb的總量(質(zhì)量％)}×100Nb沉淀比與母材CTOD的關(guān)系如圖2所示。兩種鋼，即鋼1和鋼2用于該評價，且兩者均在本發(fā)明的范圍內(nèi)。因此，在圖2中，鋼1和鋼2沒有區(qū)別。鋼1的化學(xué)組成以質(zhì)量百分比計包括0.011％C、0.22％Si、1.45％Mn、0.045％Nb、0.075％V、0.01％Cu、0.01％Ni，余量為Fe和附帶的雜質(zhì)。鋼2的化學(xué)組成以質(zhì)量百分比計包括0.028％C、0.24％Si、1.62％Mn、0.048％Nb、0.071％V、0.01％Cu、0.01％Ni，余量為Fe和附帶的雜質(zhì)。
通過在1,200℃的加熱溫度和800℃的最終溫度下軋制，將鋼1和鋼2的連鑄坯各自進行加工，形成熱軋鋼帶。從該熱軋鋼帶，形成了沉淀物分析用試片(10mm見方×50mm)和CTOD試驗用試片。通過這樣形成的試片考查了Nb沉淀比與母材CTOD的關(guān)系。在該實施方案中，母材CTOD是指使用通過切割管體得到的試樣進行的CTOD試驗。
在沉淀物的化學(xué)分析中，首先在馬來酸基電解液(10％馬來酸、2％乙酰丙酮、5％四甲基氯化銨、和甲醇)中在低電流密度(約20mA/cm2)下進行低電流電解，然后使用膜濾器(直徑47mm，孔徑0.2μm)收集由此得到的殘渣。隨后，將過濾器和殘渣燒成灰，然后在由硼酸鋰(Li2B4O7)和過氧化鈉(Na2O2)組成的熔融混合物中進行熔融。將由該熔融得到的熔融混合物溶解于鹽酸溶液中，然后用水稀釋到預(yù)定體積，隨后，通過ICP發(fā)光分析法進行定量分析。
CTOD試驗根據(jù)英國標(biāo)準(zhǔn)(British Standard)的BS 7448第一部分(Part 1)1991進行，該試驗用的各試片是從沿圓周方向的管得到的，在管的縱向具有缺口。試片的形狀和尺寸如圖3A和3B所示。
如圖2所示，Nb沉淀比與母材CTOD值之間存在相關(guān)性。發(fā)現(xiàn)為得到臨界CTOD值0.25mm或更大，將Nb的沉淀比設(shè)定為約80％或更低是有效的。
然后，說明本發(fā)明的鋼的優(yōu)選制造條件。
具有上述優(yōu)選組成的鋼在轉(zhuǎn)爐等中熔融，然后通過連鑄法等形成板坯。
板坯加熱溫度約1000～約1300℃為提高鋼板的韌性，優(yōu)選在低加熱溫度下進行加熱以得到更微細的晶粒。但是，當(dāng)溫度低于約1000℃時，有時可能得不到必須的強度。另外，由于板坯加熱多數(shù)情況下一般在約1200℃下進行，所以上述的板坯加熱操作的數(shù)目受到限制，從而導(dǎo)致效率下降。另一方面，當(dāng)溫度高于約1300℃時，發(fā)生奧氏體粒的粗大化，其對韌度產(chǎn)生不利影響，另外，有時可能發(fā)生由鱗片(scale)量增加引起的能量損耗或表面狀態(tài)劣化。
精軋溫度約(Ar3-50℃)或更高精軋溫度必須設(shè)定為約(Ar3-50℃)或更高以在保持均勻的晶粒尺寸和微觀結(jié)構(gòu)的同時完成軋制。上述的精軋溫度是在精軋機的卸料側(cè)的鋼板表面測定的溫度。當(dāng)該精軋溫度低于約(Ar3-50℃)時，精軋時在鋼板內(nèi)部發(fā)生鐵素體相變，微觀結(jié)構(gòu)變得不均勻，結(jié)果得不到所需的特性。
軋制結(jié)束后立即冷卻由于在軋制后進行的空氣冷卻過程中發(fā)生鐵素體相變，所以為防止由于形成軟質(zhì)的粗鐵素體引起的強度和韌性下降，冷卻必須在完成軋制后立即進行。術(shù)語“立即”是指冷卻優(yōu)選在完成軋制后的約10秒內(nèi)開始。
另外，精軋后的冷卻速率沒有特別的限制。但是，當(dāng)冷卻速率太低時，因為有時可能得不到所需的貝氏體鐵素體，所以冷卻速率優(yōu)選設(shè)定為約3℃/秒或更高。
卷取溫度約700℃或更低當(dāng)卷取溫度高于約700℃時，發(fā)生鐵素體粒的粗大化。結(jié)果韌性極大地下降。因此，為得到微細的晶粒，并且為將Nb沉淀比設(shè)定在可以得到本發(fā)明的優(yōu)異CTOD值的優(yōu)選范圍內(nèi)，卷取溫度優(yōu)選設(shè)定為約700℃或更低，更優(yōu)選約600℃或更低，甚至更優(yōu)選約550℃或更低。另外，沉淀量必須增加以確保強度。但是，在約250℃或更低時不能得到足夠的沉淀量。
圖4說明了卷取溫度(以下有時稱為“CT”)與Nb沉淀比的關(guān)系。如圖所示，Nb沉淀比與CT成比例。當(dāng)CT超過約700℃時，Nb沉淀比變?yōu)槌^約80％。因此，CT優(yōu)選控制為約700℃或更低以得到優(yōu)異的韌性。特別地，CT優(yōu)選設(shè)定為約600℃或更低。
實施例1在表2所示的條件下，將具有表1所示組成的連鑄坯進行處理，從而形成熱軋鋼帶。測定了這樣形成的熱軋鋼帶的機械性能和鋼微觀結(jié)構(gòu)。結(jié)果也如表2所示。
通過在-10℃的試驗溫度下進行CTOD評價了母材和焊接部的韌性。CTOD試片的尺寸和形狀如圖3A和3B所示。另外，焊接部的試片是從通過電焊形成的平鋼板得到的，使試片的縱向與焊接線垂直。然后，根據(jù)BS 7448通過三點彎曲試驗得到了CTOD值，其中，在預(yù)期疲勞裂紋延伸路徑和缺口外側(cè)提供夾規(guī)(clip gauge)。當(dāng)CTOD值為0.25mm或更高時，韌性視為優(yōu)異。
另外，在表2中，αB指貝氏體鐵素體，αP指多角形鐵素體，B表示貝氏體，P表示珠光體，MA指島狀馬氏體。
如表2所示，根據(jù)本發(fā)明的例子(鋼A～H)，發(fā)現(xiàn)鋼微觀結(jié)構(gòu)由作為主相的貝氏體鐵素體構(gòu)成，其中滿足了αB≥95體積％；強度高，從而滿足了YS≥560MPa；并且母材和焊接部的韌性優(yōu)異，各自具有0.25mm或更高的CTOD值。
與此相對，根據(jù)在本發(fā)明范圍以外的鋼I～R，得不到所需的韌性。
實施例2在表4所示的條件下處理了具有表3組成的連鑄坯，從而形成了熱軋鋼帶。
測定了這樣形成的熱軋鋼帶的機械性能、鋼微觀結(jié)構(gòu)、和Nb沉淀比。結(jié)果也如表4所示。從表4可以看出，特別地，Nb沉淀比為5～80％的微觀結(jié)構(gòu)的強度和韌性均優(yōu)異。
另一方面，根據(jù)表4所示的No.5得到的結(jié)果，由于卷取溫度超過700℃，Nb沉淀比高，并且發(fā)生了奧氏體粒的粗大化，從而使韌性劣化。
另外，根據(jù)表4的No.8得到的結(jié)果，由于卷取溫度低，同時Nb沉淀比減小，MA沉淀，并且αB的體積分?jǐn)?shù)下降，使強度和韌性下降。
實施例3在表6所示的條件下處理了具有表5所示組成的連鑄坯，從而形成了熱軋鋼帶。測定了這樣形成的熱軋鋼帶的機械性能、鋼微觀結(jié)構(gòu)、和Nb沉淀比。結(jié)果也如表6所示。
根據(jù)本發(fā)明的例子(鋼T～X)，發(fā)現(xiàn)鋼微觀結(jié)構(gòu)由作為主相的貝氏體鐵素體組成，其中滿足了αB≥95體積％；強度高，從而滿足了YS≥652；并且母材和焊接部的韌性優(yōu)異，各自具有0.28mm或更高的CTOD值。
與此相對，根據(jù)鋼Y，由于Pcm和Ca量在本發(fā)明的適當(dāng)范圍以外，焊接部的CTOD值低，并且由于過量添加Ca而使鋼的清潔性劣化。因此，不能得到所需的韌性。
表1

表2

αP多角形鐵素體，αB貝氏體鐵素體，B貝氏體，P珠光體，MA島狀馬氏體表3

表4

αP多角形鐵素體，αB貝氏體鐵素體，B貝氏體，P珠光體，MA島狀馬氏體表5

表6

αB貝氏體鐵素體，B貝氏體
權(quán)利要求
1.一種具有優(yōu)異低溫韌性和焊接性的高強度電阻焊接管用熱軋鋼帶，以質(zhì)量百分比計，含有約0.005～約0.04％的C；約0.05～約0.3％的Si；約0.5～約2.0％的Mn；約0.001～約0.1％的Al；約0.001至約0.1％的Nb；約0.001～約0.1％的V；約0.001～約0.1％的Ti；約0.03％或更低的P；約0.005％或更低的S；約0.006％或更低的N；選自由約0.5％或更低的Cu、約0.5％或更低的Ni、和約0.5％或更低的Mo組成的組中的至少一種；和余量為Fe和伴隨的雜質(zhì)，其中由下式(1)表示的Pcm為0.17或更低Pcm＝(％C)+(％Si)/30+((％Mn)+(％Cu))/20+(％Ni)/60+(％Mo)/7+(％V)/10式(1)其中，(％M)表示元素M的質(zhì)量百分比含量，并且熱軋鋼帶由含量為約95體積％或更高的作為主相的貝氏體鐵素體組成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的熱軋鋼帶，其中沉淀的Nb量與Nb總量的比以百分比計為約5～約80％。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的熱軋鋼帶，其進一步含有約0.005質(zhì)量％或更低的Ca和/或REM。
4.根據(jù)權(quán)利要求2的熱軋鋼帶，其進一步含有約0.005質(zhì)量％或更低的Ca和/或REM。
5.根據(jù)權(quán)利要求1的熱軋鋼帶，其進一步含有選自由約0.1％或更少的Cr、和約0.003％或更少的B組成的組中的至少一種成分，其中，由下式(2)表示的Pcm’為0.17或更少Pcm’＝(％C)+(％Si)/30+((％Mn)+(％Cu)+(％Cr))/20+(％Ni)/60+(％Mo)/7+(％V)/10式(2)其中，(％M)表示元素M的質(zhì)量百分比含量。
6.根據(jù)權(quán)利要求2的熱軋鋼帶，其進一步含有選自由約0.1％或更少的Cr、和約0.003％或更少的B組成的組中的至少一種成分，其中，由下式(2)表示的Pcm’為0.17或更少Pcm’＝(％C)+(％Si)/30+((％Mn)+(％Cu)+(％Cr))/20+(％Ni)/60+(％Mo)/7+(％V)/10式(2)其中，(％M)表示元素M的質(zhì)量百分比含量。
7.根據(jù)權(quán)利要求3的熱軋鋼帶，其進一步含有選自由約0.1％或更少的Cr、和約0.003％或更少的B組成的組中的至少一種成分，其中，由下式(2)表示的Pcm’為0.17或更少Pcm’＝(％C)+(％Si)/30+((％Mn)+(％Cu)+(％Cr))/20+(％Ni)/60+(％Mo)/7+(％V)/10式(2)其中，(％M)表示元素M的質(zhì)量百分比含量。
8.根據(jù)權(quán)利要求4的熱軋鋼帶，其進一步含有選自由約0.1％或更少的Cr、和約0.003％或更少的B組成的組中的至少一種成分，其中，由下式(2)表示的Pcm’為0.17或更少Pcm’＝(％C)+(％Si)/30+((％Mn)+(％Cu)+(％Cr))/20+(％Ni)/60+(％Mo)/7+(％V)/10式(2)其中，(％M)表示元素M的質(zhì)量百分比含量。
9.一種制造具有優(yōu)異低溫韌性和焊接性的高強度電阻焊接管用熱軋鋼帶的方法，包括將具有權(quán)利要求1組成的鋼坯加熱到約1000～約1300℃的溫度；將加熱的鋼坯精軋，形成鋼帶；在鋼帶的表面溫度為約(Ar3-50℃)或更高的條件下完成精軋；精軋后立即冷卻鋼帶；和在約700℃或更低的溫度下卷取鋼帶，以緩慢冷卻。
10.一種制造具有優(yōu)異低溫韌性和焊接性的高強度電阻焊接管用熱軋鋼帶的方法，包括將具有權(quán)利要求2組成的鋼坯加熱到約1000～約1300℃的溫度；將加熱的鋼坯精軋，形成鋼帶；在鋼帶的表面溫度為約(Ar3-50℃)或更高的條件下完成精軋；精軋后立即冷卻鋼帶；和在約700℃或更低的溫度下卷取鋼帶，以緩慢冷卻。
11.一種制造具有優(yōu)異低溫韌性和焊接性的高強度電阻焊接管用熱軋鋼帶的方法，包括將具有權(quán)利要求3組成的鋼坯加熱到約1000～約1300℃的溫度；將加熱的鋼坯精軋，形成鋼帶；在鋼帶的表面溫度為約(Ar3-50℃)或更高的條件下完成精軋；精軋后立即冷卻鋼帶；和在約700℃或更低的溫度下卷取鋼帶，以緩慢冷卻。
12.一種制造具有優(yōu)異低溫韌性和焊接性的高強度電阻焊接管用熱軋鋼帶的方法，包括將具有權(quán)利要求4組成的鋼坯加熱到約1000～約1300℃的溫度；將加熱的鋼坯精軋，形成鋼帶；在鋼帶的表面溫度為約(Ar3-50℃)或更高的條件下完成精軋；精軋后立即冷卻鋼帶；和在約700℃或更低的溫度下卷取鋼帶，以緩慢冷卻。
13.一種制造具有優(yōu)異低溫韌性和焊接性的高強度電阻焊接管用熱軋鋼帶的方法，包括將具有權(quán)利要求5組成的鋼坯加熱到約1000～約1300℃的溫度；將加熱的鋼坯精軋，形成鋼帶；在鋼帶的表面溫度為約(Ar3-50℃)或更高的條件下完成精軋；精軋后立即冷卻鋼帶；和在約700℃或更低的溫度下卷取鋼帶，以緩慢冷卻。
14.一種制造具有優(yōu)異低溫韌性和焊接性的高強度電阻焊接管用熱軋鋼帶的方法，包括將具有權(quán)利要求6組成的鋼坯加熱到約1000～約1300℃的溫度；將加熱的鋼坯精軋，形成鋼帶；在鋼帶的表面溫度為約(Ar3-50℃)或更高的條件下完成精軋；精軋后立即冷卻鋼帶；和在約700℃或更低的溫度下卷取鋼帶，以緩慢冷卻。
15.一種制造具有優(yōu)異低溫韌性和焊接性的高強度電阻焊接管用熱軋鋼帶的方法，包括將具有權(quán)利要求7組成的鋼坯加熱到約1000～約1300℃的溫度；將加熱的鋼坯精軋，形成鋼帶；在鋼帶的表面溫度為約(Ar3-50℃)或更高的條件下完成精軋；精軋后立即冷卻鋼帶；和在約700℃或更低的溫度下卷取鋼帶，以緩慢冷卻。
16.一種制造具有優(yōu)異低溫韌性和焊接性的高強度電阻焊接管用熱軋鋼帶的方法，包括將具有權(quán)利要求8組成的鋼坯加熱到約1000～約1300℃的溫度；將加熱的鋼坯精軋，形成鋼帶；在鋼帶的表面溫度為約(Ar3-50℃)或更高的條件下完成精軋；精軋后立即冷卻鋼帶；和在約700℃或更低的溫度下卷取鋼帶，以緩慢冷卻。
全文摘要
本發(fā)明在無需建設(shè)新的生產(chǎn)設(shè)備和增加成本的情況下以低成本提供一種具有優(yōu)異低溫韌性和焊接性的熱軋鋼帶，其適合用作高強度電阻焊接管用原材料。該熱軋鋼帶為低碳鋼，含有約0.5％或更少的Cu、約0.5％或更少的Ni、和約0.5％或更少的Mo的至少一種，其中由下式(1)表示的Pcm為0.17或更小(其中，(％M)表示元素M的質(zhì)量百分比含量)，余量包括Fe和附帶的雜質(zhì)。另外，在整個微觀結(jié)構(gòu)中，作為主相的貝氏體鐵素體的比率被控制為約95體積％或更高。Pcm＝(％C)+(％Si)/30+((％Mn)+(％Cu))/20+(％Ni)/60+(％Mo)/7+(％V)/10 式(1)
文檔編號C22C38/04GK1540024SQ20041003138
公開日2004年10月27日 申請日期2004年3月26日 優(yōu)先權(quán)日2003年3月27日
發(fā)明者中田博士, 景山誠之, 巖田好司, 清水哲雄, 上力, 之, 司, 雄 申請人:杰富意鋼鐵株式會社