具有優(yōu)異的機(jī)械加工性并且在焊接熱影響區(qū)域具有低溫韌性的奧氏體鋼，及其制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種具有優(yōu)異的機(jī)械加工性和在其焊接熱影響區(qū)域具有低溫韌性的奧氏體鋼以及制造所述奧氏體鋼的方法，所述奧氏體鋼包含，按重量％計(jì)，15重量％至35重量％的猛(Mn);碳(C)，滿足23.6C+Mn彡28并且33.5C-MnsS23；5重量％以下（不包括0重量％)的銅（Cu);絡(luò)(Cr)，滿足28.5C+4.4Cr彡57(不包括0重量%)；其余為鐵（Fe)和其他不可避免的雜質(zhì)，在-196°C下焊接熱影響區(qū)域的卻貝沖擊值為41J以上。本發(fā)明提供了具有優(yōu)異機(jī)械加工性和在其焊接熱影響區(qū)域具有低溫韌性的奧氏體鋼，其中低溫鋼通過廉價(jià)的方式獲得，穩(wěn)定的奧氏體相可以在低溫下形成并可以有效抑制碳化物的形成。
【專利說明】具有優(yōu)異的機(jī)械加工性并且在焊接熱影響區(qū)域具有低溫韌 性的奧氏體鋼，及其制造方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及具有優(yōu)異的機(jī)械加工性和在焊接熱影響區(qū)域（weld heat-affected zone)具有超低溫韌性的奧氏體鋼，并且涉及其制造方法，并且更具體而言，涉及能夠在寬 的溫度范圍內(nèi)使用的結(jié)構(gòu)鋼，所述寬的溫度范圍從低溫液化氣環(huán)境（如液化氣儲(chǔ)罐和運(yùn)輸 設(shè)備）至室溫。

【背景技術(shù)】
[0002] 液化氣，如液化天然氣（LNG，沸點(diǎn)：-164°C )、液氧（沸點(diǎn)：-183°C )和液氮（沸 點(diǎn)：-196°C)需要超低溫儲(chǔ)存條件。因此，需要一種結(jié)構(gòu)如由在低溫下具有足夠的韌性和強(qiáng) 度的材料形成的壓力容器以儲(chǔ)存這些氣體。
[0003] 鉻（Cr)-鎳（Ni)基不銹鋼合金如AISI304,9% Ni鋼和5000系列鋁合金通常用作 能夠在液化氣環(huán)境的低溫下使用的材料。然而，關(guān)于5000系列鋁合金，其用途有限，因?yàn)楹?金材料成本高，結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)厚度可能由于該合金的強(qiáng)度低而需提高，并且焊接可加工性差。 Cr-Ni-基不銹鋼和9% Ni鋼大大克服了鋁物理特性的限制。然而，例如由于加入相對(duì)昂貴 的鎳而造成制造成本提高，所以其用途有限。
[0004] 為解決這些限制，專利文件1和2公開了降低相對(duì)昂貴的鎳的含量并且加入錳和 鉻代替的技術(shù)。專利文件1公開了通過降低鎳含量至1. 5%至4%并且加入16%至22%的 錳和2%至5. 5%的鉻代替而確保奧氏體結(jié)構(gòu)，從而提高超低溫韌性的技術(shù)。專利文件2公 開了通過重復(fù)熱處理和回火同時(shí)降低鎳含量至約5. 5%并且加入2. 0%的錳和1. 5%以下 的鉻代替而精煉鐵素體晶粒，從而確保超低溫韌性的技術(shù)。然而，由于上述發(fā)明仍含有相對(duì) 昂貴的鎳，并需要多步重復(fù)熱處理和回火以確保超低溫韌性，所以其就成本和方法簡(jiǎn)化而 目不是有利的。
[0005] 與在形成含有液化氣環(huán)境中使用的結(jié)構(gòu)鋼相關(guān)的另一技術(shù)可以包括所謂的"無鎳 高錳鋼"，其完全不加入鎳。高錳鋼根據(jù)加入的錳的量可以分為鐵素體鋼和奧氏體鋼。例如， 專利文件3公開了通過加入5%的錳而不是9%的鎳以在奧氏體和鐵素體共存的兩相溫度 范圍內(nèi)通過四次熱處理，然后回火以精煉晶粒，從而改進(jìn)超低溫韌性的技術(shù)。而且，專利文 件4公開了通過加入13%的錳以在奧氏體和鐵素體的兩相溫度范圍內(nèi)通過四次熱處理，然 后回火以精煉晶粒，從而改進(jìn)超低溫韌性的技術(shù)。上述專利包括作為主結(jié)構(gòu)的鐵素體，并且 具有主要特征，其中鐵素體晶粒通過四次或更多次的熱處理和回火而精煉，以獲得超低溫 韌性。然而，這些技術(shù)由于熱處理的數(shù)量的增加而造成成本提高和熱處理設(shè)備可能過載而 受到限制。
[0006] 專利文件5公開了與具有優(yōu)異的超低溫特性的高錳鋼有關(guān)的技術(shù)，其中加入大量 (即16 %至35% )的錳和0. 1 %至0. 5 %的碳來代替完全不包括鎳以穩(wěn)定奧氏體并且加入 1%至8%鋁。專利文件6公開了具有優(yōu)異的低溫韌性的高錳鋼可以通過加入15%至40% 的錳而形成奧氏體和e-馬氏體的混合結(jié)構(gòu)而獲得。然而，因?yàn)樘己康?，所以韌性由于產(chǎn) 生在超低溫下不穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)如e-馬氏體結(jié)構(gòu)而劣化。而且，由于加入鋁而使出現(xiàn)鑄造缺 陷的可能增加。
[0007] 此外，因?yàn)閵W氏體高錳鋼由于加工硬化高而機(jī)械加工性差，切割器具的壽命降低。 因此，與更換器具有關(guān)的制造成本如器具成本和停機(jī)時(shí)間可能會(huì)提高。
[0008] 相關(guān)技術(shù)文件
[0009] (專利文件1)韓國(guó)專利申請(qǐng)?zhí)卦S公開第1988-0058369號(hào)
[0010] (專利文件2)國(guó)際專利申請(qǐng)?zhí)卦S公開第W02007/080646號(hào)
[0011] (專利文件3)美國(guó)專利第4, 257, 808號(hào)
[0012] (專利文件4)韓國(guó)專利申請(qǐng)?zhí)卦S公開第1997-0043149號(hào)
[0013] (專利文件5)韓國(guó)專利申請(qǐng)?zhí)卦S公開第1991-0012277號(hào)
[0014] (專利文件6)日本專利申請(qǐng)?zhí)卦S公開第2007-126715號(hào)


【發(fā)明內(nèi)容】

[0015] 技術(shù)問題
[0016] 本發(fā)明的一個(gè)方面提供了一種不包括鎳的相對(duì)廉價(jià)的鋼，一種奧氏體鋼，其中形 成在低溫下穩(wěn)定的奧氏體相，機(jī)械加工性優(yōu)異，確保焊接熱影響區(qū)域的超低溫韌性，并且提 供了制造所述鋼的方法。
[0017] 本發(fā)明的目的不限于此，然而，本文中沒有描述的其他目的將通過以下提供的說 明書而被本領(lǐng)域技術(shù)人員清楚地理解。
[0018] 技術(shù)方案
[0019] 根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了具有優(yōu)異的機(jī)械加工性并且在焊接熱影響區(qū) 域具有超低溫韌性的奧氏體鋼，其包括：15重量％至35重量％的錳（Mn);碳（C)，滿足 23. 6C+Mn彡28并且33. 5C-Mn彡23 ;5重量％以下（不包括0重量％ )的銅（Cu);鉻（Cr)， 滿足28. 5C+4. 4Cr彡57 (不包括0重量％ );和作為剩余物的鐵（Fe)以及其他不可避免的 雜質(zhì)。
[0020] 其中，每個(gè)等式中Mn、C和Cr表示相應(yīng)元素重量百分比（重量％ )的含量。
[0021] 根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施方案，提供了制造具有優(yōu)異的機(jī)械加工性和在焊接熱影響 區(qū)域具有超低溫韌性的方法，其包括：通過將含有15重量％至35重量％的錳（Mn);碳（C)， 滿足23. 6C+Mn彡28并且33. 5C-Mn彡23 ;5重量％以下（不包括0重量％ )的銅（Cu);鉻 (Cr)，滿足28. 5C+4. 4Cr彡57 (不包括0重量％ );和作為剩余物的鐵（Fe)以及其他不可 避免的雜質(zhì)的鋼焊接而獲得焊接熱影響區(qū)域；并且在l〇°C /s以上的冷卻速率下冷卻該焊 接熱影響區(qū)域。
[0022] 有益效果
[0023] 根據(jù)本發(fā)明，由于可將錳的量控制在相對(duì)低的范圍而不加入鎳和鋁，所以可以獲 得相對(duì)廉價(jià)的超低溫鋼。而且，可以提供在焊接熱影響區(qū)域具有優(yōu)異的超低溫韌性的結(jié)構(gòu) 鋼，其中形成在低溫下穩(wěn)定的奧氏體相，通過銅有效抑制了碳化物的形成，并且機(jī)械加工性 通過加入鈣和硫而改進(jìn)。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0024] 圖1是說明根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案的錳含量與碳含量之間關(guān)系的圖；
[0025] 圖2是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施方案的鋼的室溫光學(xué)顯微圖；
[0026] 圖3是本發(fā)明實(shí)施方案鋼在_196°C下卻貝沖擊（Charpy impact)測(cè)試后的的斷裂 表面圖像；并且
[0027] 圖4是說明根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施方案機(jī)械加工性和硫含量之間關(guān)系的圖。
[0028] 最佳實(shí)施方式
[0029] 在下文中，將詳細(xì)描述本發(fā)明具有優(yōu)異的機(jī)械加工性和在焊接熱影響區(qū)域具有超 低溫韌性的奧氏體鋼及其制造方法，以使其可以被本發(fā)明所述領(lǐng)域普通技術(shù)人員容易地實(shí) 施。
[0030] 為使在焊接熱影響區(qū)域需要超低溫韌性的奧氏體鋼中錳含量低的情況的奧氏體 穩(wěn)定，必須提高碳含量，而這可能由于形成碳化物而使韌性劣化。而且，需要抑制碳化物的 沉淀，以確保超低溫韌性，并且在不便于控制冷卻速率的情況下，例如在焊接熱影響區(qū)域， 碳化物在焊接熱影響區(qū)域沉淀并且這將快速劣化超低溫韌性。因此，急需通過合適的控制 錳和碳來穩(wěn)定奧氏體并加入與錳相比更有效抑制碳化物形成的合金元素而開發(fā)一種在焊 接熱影響區(qū)域具有優(yōu)異的超低溫韌性的超低溫鋼。此外，需要開發(fā)一種不加入昂貴的鎳的 相對(duì)廉價(jià)的超低溫鋼。
[0031] 本發(fā)明人意識(shí)到，為使不含鎳的鋼在超低溫下具有足夠的韌性，除調(diào)節(jié)鋼組分體 系外，鋼的主結(jié)構(gòu)需要改變?yōu)閵W氏體結(jié)構(gòu)，更具體而言，需要控制在焊接熱影響區(qū)域中在奧 氏體晶界處碳化物的形成，由此實(shí)現(xiàn)本發(fā)明。而且，本發(fā)明人已經(jīng)推演了通過調(diào)節(jié)鈣和硫含 量而顯著改善奧氏體高錳鋼的機(jī)械加工性的鋼的組分。
[0032] 因此，本發(fā)明的鋼可以具有以下組分，包括：15重量％至35重量％的錳（Mn);碳 (C)，滿足23.6C+Mn彡28并且33.5C-Mn彡23 ;5重量％以下（不包括0重量％)的銅（Cu); 鉻（Cr)，滿足28. 5C+4. 4Cr彡57 (不包括0重量％ );和作為剩余物的鐵（Fe)以及其他不 可避免的雜質(zhì)。其中，每個(gè)方程式中Mn、C和Cr表示相應(yīng)元素的含量。
[0033] 以下描述各個(gè)組分限制范圍的原因。在下文中，應(yīng)理解，除非另作具體說明，各個(gè) 組分的含量單位為重量百分比（重量％)。
[0034] 錳（Mn) :15% 至 35%
[0035] 猛作為加入至本發(fā)明高猛鋼的重要元素使奧氏體穩(wěn)定。需要包括含量為15% 以上的Mn以使奧氏體在超低溫下穩(wěn)定。在Mn含量小于15%的情況下，由于當(dāng)碳含量少 時(shí)可以形成e-馬氏體（亞穩(wěn)相）并且e-馬氏體在超低溫下可以通過形變誘導(dǎo)相變 (deformation-induced transformation)而容易地轉(zhuǎn)化為a-馬氏體，不能確保韌性。而 且，在通過提高碳含量而促進(jìn)奧氏體的穩(wěn)定，以防止上述現(xiàn)象的情況下，因?yàn)槲锢硖匦杂捎?碳化物沉淀而快速劣化，所以不是可取的。相比而言，在Mn含量大于35%的情況下，由于 錳的含量提高鋼的腐蝕速率會(huì)降低并且經(jīng)濟(jì)效率會(huì)下降。因此，Mn含量可以限制在15%至 35%。
[0036] 碳（C):滿足 23. 6C+Mn 彡 28 并且 33. 5C-Mn 彡 23
[0037] 碳是使奧氏體穩(wěn)定并且提高強(qiáng)度的元素，并且特別地，碳可以降低Ms和Md，即在冷 卻過程和變形過程中e-馬氏體和a-馬氏體相變點(diǎn)的奧氏體。因此，在碳加入量不足的情 況下，奧氏體的穩(wěn)定性不足，因此，不能獲得在超低溫下穩(wěn)定的奧氏體。而且，由于外部應(yīng)力 容易發(fā)生向e-馬氏體或a-馬氏體的形變誘導(dǎo)相變，以降低鋼的韌性和強(qiáng)度。相比而言， 在碳含量過量的情況下，由于碳化物沉淀而使韌性快速劣化并且加工性由于強(qiáng)度過量提高 而降低。
[0038] 特別地，本發(fā)明中碳含量可以通過考慮碳和一起加入的其他元素之間的關(guān)系而仔 細(xì)地確定。為此，與碳化物形成有關(guān)并且為本發(fā)明人所發(fā)現(xiàn)的碳和錳之間的關(guān)系示于圖1。 碳化物由于碳而形成。然而，碳并不是獨(dú)立地影響碳化物的形成，而是通過與錳一起作用而 影響碳化物形成的傾向。圖1示出碳的合適的含量。為防止形成碳化物，可取的是在假設(shè)其 他組分滿足本發(fā)明所限定的范圍下控制23. 6C+Mn(其中C和Mn代表以重量％計(jì)的各個(gè)組 分的含量）的值為28以上。這表示圖1中平行四邊形區(qū)域的傾斜的左邊界。在23. 6C+Mn 值小于28的情況下，因?yàn)閵W氏體的穩(wěn)定性降低，所以形變誘導(dǎo)相變由于超低溫度的影響而 出現(xiàn)。因此，沖擊韌性會(huì)降低。在碳含量過高即33. 5C-Mn值大于23的情況下，由于碳的過 量加入會(huì)造成碳化物沉淀，所以低溫沖擊韌性會(huì)降低。總而言之，本發(fā)明中希望加入錳含量 為15%至35%，并且加入碳，以滿足23. 6C+Mn彡28并且33. 5C-Mn < 23。如圖1所示，滿 足上述方程式范圍的碳含量的最低限為0%。
[0039] 銅（Cu) :5%以下（不包括0% )
[0040] 由于銅在碳化物中具有相對(duì)低的溶解度并且在奧氏體中具有低的擴(kuò)散性，所以銅 富集在奧氏體與成核的碳化物之間的邊界處。因此，銅可以有效地通過防止碳擴(kuò)散而延緩 碳化物的生長(zhǎng)，并且最終可以防止碳化物的形成。關(guān)于母體材料，在制造過程中碳化物的沉 淀可以通過加速冷卻而抑制。然而，關(guān)于焊接熱影響區(qū)域，由于不便于控制冷卻速率，所以 在本發(fā)明中加入作為相對(duì)有效抑制碳化物沉淀的元素銅。而且，銅可具有使奧氏體穩(wěn)定以 改進(jìn)超低溫韌性的效果。然而，由于當(dāng)銅含量大于5%時(shí)，銅會(huì)降低鋼的熱可加工性，所以希 望控制銅的上限為5%。而且，獲得上述碳化物抑制效果的銅含量可以為例如0. 5%以上。
[0041] 鉻（Cr) :28. 5C+4. 4Cr 彡 57(不包括 0% )
[0042] 高達(dá)足夠量的鉻在低溫下通過使奧氏體穩(wěn)定而改善沖擊韌性并且通過溶解于奧 氏體而提高鋼的強(qiáng)度。而且，鉻是改善鋼的耐腐蝕性的元素。然而，作為形成碳化物的元素 鉻還會(huì)通過特別地在奧氏體晶界處形成碳化物而降低低溫沖擊韌性。因此，本發(fā)明中加入 的鉻的量可以通過考慮碳和一起加入的其他元素之間的關(guān)系而仔細(xì)地確定。為防止形成碳 化物，在其他組分滿足本發(fā)明所限定的范圍的假設(shè)下，希望控制28. 5C+4. 4Cr的值（其中C 和Cr代表以重量％計(jì)的每種組分的含量）為57以下。在28. 5C+4. 4Cr的值大于57的情 況下，由于鉻和碳過量而難以有效抑制奧氏體晶界處碳化物的形成，因此，低溫沖擊韌性會(huì) 降低。因此，本發(fā)明中可加入的鉻滿足28. 5C+4. 4Cr < 57。
[0043] 本發(fā)明的殘留組分為鐵（Fe)。然而，由于在通常的制造過程中會(huì)不可避免地從原 料或周圍環(huán)境中引入不想要的雜質(zhì)，所以這些雜質(zhì)不能排除。然而，由于這些雜質(zhì)對(duì)于本領(lǐng) 域技術(shù)人員而言是顯而易見的，所以其全部含量不具體地記載于本說明書中。
[0044] 除上述組分外，本發(fā)明的鋼可以進(jìn)一步包括0. 03重量％至0. 1重量％的硫（S)和 0. 001重量％至0. 01重量％的鈣（Ca)。
[0045] 硫（S) :0.03 % 至 0? 1 %
[0046] 硫通常是已知為與錳一起加入而形成一種化合物即硫化錳而改善機(jī)械加工性的 元素，其易于切割并且在切割過程中易于分離。由于硫可以通過在切割過程中產(chǎn)生的熱而 熔融，所以碎片與切割器具之間的摩擦?xí)档?。因此，硫由于例如通過器具面潤(rùn)滑而降低 切割器具磨損和防止切割邊在切割器具上積累的效果而提高切割器具的壽命。然而，在硫 含量過量的情況下，鋼的機(jī)械特性可由于在熱加工中延長(zhǎng)的大量粗硫化錳而劣化，并且熱 可加工性還可由于形成硫化鐵而降低。因此，其上限可以為0.1%。由于當(dāng)硫加入量小于 0. 03 %時(shí)，其不能改善機(jī)械加工性，所以其下限可以控制至0. 03 %。
[0047] 鈣（〇&):0.001%至0.01%
[0048] 鈣是主要用于控制硫化錳形狀的元素。由于鈣與硫具有高的親和力，所以鈣形成 硫化鈣并且同時(shí)溶解于硫化錳中。由于硫化錳通過包括作為核的硫化鈣而結(jié)晶，所以在熱 加工過程中硫化錳顆粒的伸長(zhǎng)被抑制，以保持其球形形狀。因此，可以改善機(jī)械加工性。然 而，由于鈣具有低收率并且上述效果即使在鈣含量大于0.01%的情況下也會(huì)飽和，所以需 要加入大量鈣以提高鈣的含量。因此，就制造成本而言是不希望的。在鈣含量小于0.001% 的情況下，其效果是不足的。因此，希望控制下限為0. 001 %。
[0049] 除上述組分外，如需要，本發(fā)明的鋼可以進(jìn)一步包括一種或多種元素：0.5重量％ 以下的鈦（Ti)、0. 5重量％以下的鈮（Nb)、0. 5重量％以下的釩（V)，和1重量％以下的氮 (N)。
[0050] 鈦（Ti) :0.5 % 以下
[0051] 鈦是通過固體溶液和沉淀硬化效應(yīng)而提高強(qiáng)度的元素，并且是可以在焊接熱影響 區(qū)域通過碳化鈦/氮化鈦而抑制晶粒生長(zhǎng)以特別防止強(qiáng)度降低的元素。然而，在鈦加入 量大于0. 5 %的情況下，形成粗沉淀物而使鋼的物理特性劣化。因此，其上限可以控制在 0? 5%。
[0052] 鈮（Nb) :0.5 % 以下
[0053] 鈮是通過固體溶液和沉淀硬化效應(yīng)而提高強(qiáng)度的元素，并且鈮可特別提高鋼的重 結(jié)晶停止溫度（Tnr)以在低溫軋制過程中通過晶粒細(xì)化而改善屈服強(qiáng)度。然而，在鈮的 加入量大于0.5%的情況下，形成粗沉淀以使鋼的物理特性劣化。因此，其上限可控制在 0? 5%。
[0054] 釩（V) :0.5 % 以下
[0055] 釩是通過固體溶液和沉淀硬化效應(yīng)而提高強(qiáng)度的元素。然而，在釩的加入量大于 〇. 5%的情況下，形成粗沉淀以使鋼的物理特性劣化。因此，其上限可控制在0. 5%。
[0056] 氮（N) :1% 以下
[0057] 氮是與碳一起使奧氏體穩(wěn)定的元素，并且特別是通過固體溶液增強(qiáng)而改善強(qiáng)度的 相對(duì)有利的元素（如碳）。然而，在氮加入量大于1%的情況下，形成粗氮化物以使鋼的物 理特性劣化。因此，氮含量可限制在1%以下。
[0058] 具有上述組分的鋼在焊接熱影響區(qū)域具有優(yōu)異的超低溫韌性同時(shí)具有奧氏體結(jié) 構(gòu)。根據(jù)本發(fā)明一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方案，本發(fā)明的鋼在_196°C下焊接熱影響區(qū)域的卻貝沖擊 值為41J以上。
[0059] 在滿足上述組分體系的組合物范圍內(nèi)，本發(fā)明的鋼可以通過熱軋和冷卻過程而制 造或通過在熱軋和冷卻過程后重新加熱而制造，并且焊接熱影響區(qū)域的微結(jié)構(gòu)可以包括 95%以上面積分?jǐn)?shù)的奧氏體。除奧氏體外，可以部分地包括不可避免地形成的雜質(zhì)結(jié)構(gòu)如 馬氏體、貝氏體、珠光體和鐵素體。在本文中，應(yīng)注意各個(gè)結(jié)構(gòu)的含量為在不包括沉淀如碳 化物的情況下當(dāng)鋼的相的總和被認(rèn)為是100%時(shí)的含量。而且，在本發(fā)明的鋼中，位于焊接 熱影響區(qū)域的微結(jié)構(gòu)中的奧氏體晶界處的碳化物的面積分?jǐn)?shù)可以為5%以下。
[0060] 作為驗(yàn)證奧氏體結(jié)構(gòu)的分?jǐn)?shù)的標(biāo)準(zhǔn)的超低溫度確定為_196°C。S卩，在奧氏體結(jié)構(gòu) 的分?jǐn)?shù)在上述范圍外的情況下，不能獲得足夠的韌性，即在_196°C所賦予的41J以上的韌 性。
[0061] 在下文中，將描述本發(fā)明在焊接熱影響區(qū)域具有優(yōu)異的超低溫韌性的上述奧氏體 鋼的制造方法。
[0062] 根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案，焊接熱影響區(qū)域通過焊接鋼板（鋼）獲得，所述鋼 板（鋼）由滿足上述組分的鋼坯粗軋、精軋并且隨后冷卻而制造。此后，焊接熱影響區(qū)域在 10°C /s以上的冷卻速率下冷卻。
[0063] 設(shè)定焊接熱影響區(qū)域的冷卻速率為KTC /s以上的原因在于為獲得如下結(jié)構(gòu)：其 中焊接熱影響區(qū)域中奧氏體的面積分?jǐn)?shù)為95%以上，并且位于奧氏體晶界處的碳化物的面 積分?jǐn)?shù)為5%以下。即，在作為形成碳化物的元素 Cr和C加入量大的情況下，上述冷卻速率 有利于抑制碳化物的形成。

【具體實(shí)施方式】
[0064] 在下文中，將根據(jù)具體的實(shí)施例詳細(xì)描述本發(fā)明。然而，提供以下實(shí)施例僅為了更 清楚地理解本發(fā)明，而不限制本發(fā)明的范圍。
[0065] 實(shí)施例1
[0066] 在表2所列條件下，通過加熱-熱軋-冷卻-焊接滿足以下表1所述組分體系的 鋼坯而制造鋼，然后測(cè)量微結(jié)構(gòu)、屈服強(qiáng)度、拉伸強(qiáng)度、伸長(zhǎng)率、焊接熱影響區(qū)域（HAZ)和卻 貝沖擊韌性。其結(jié)果示于以下表3中。在表1中，各個(gè)組分含量的單位為重量百分比（重 量％ )。

【權(quán)利要求】
1. 一種具有優(yōu)異的機(jī)械加工性和在焊接熱影響區(qū)域具有超低溫韌性的奧氏體鋼，所述 奧氏體鋼具有下列組成，包含： 15重量％至35重量％的錳（Mn); 碳（C)，滿足 23. 6C+Mn 彡 28 并且 33. 5C-Mn < 23 ; 5重量％以下（不包括O重量％ )的銅（Cu); 鉻（Cr)，滿足28. 5C+4. 4Cr彡57 (不包括O重量％ );和 作為剩余物的鐵（Fe)以及其他不可避免的雜質(zhì)。
2. 權(quán)利要求1的具有優(yōu)異的機(jī)械加工性和在焊接熱影響區(qū)域具有超低溫韌性的奧氏 體鋼，還包括： 0. 03重量％至0. 1重量％的硫（S);和 0.001重量％至0.01重量％的鈣（Ca), 其中焊接熱影響區(qū)域在_196°C下的卻貝沖擊值為41J以上。
3. 權(quán)利要求1或2的具有優(yōu)異的機(jī)械加工性和在焊接熱影響區(qū)域具有超低溫韌性的奧 氏體鋼，還包括一種或多種下列元素：〇. 5重量％以下的鈦（Ti)、0. 5重量％以下的鈮（Nb)、 0.5重量％以下的釩（V)，和1重量％以下的氮（N)。
4. 權(quán)利要求1或2的具有優(yōu)異的機(jī)械加工性和在焊接熱影響區(qū)域具有超低溫韌性的奧 氏體鋼，其中焊接熱影響區(qū)域的微結(jié)構(gòu)包括具有面積分?jǐn)?shù)為95%以上的奧氏體。
5. 權(quán)利要求1或2的具有優(yōu)異的機(jī)械加工性和在焊接熱影響區(qū)域具有超低溫韌性的奧 氏體鋼，其中在焊接熱影響區(qū)域中位于奧氏體晶界處的碳化物的面積分?jǐn)?shù)為5%以下。
6. -種制造具有優(yōu)異的機(jī)械加工性和在焊接熱影響區(qū)域具有超低溫韌性的奧氏體鋼 的方法，所述方法包括： 通過將含有15重量％至35重量％的錳（Mn);碳（C)，滿足23. 6C+Mn彡28并 且33. 5C-Mn彡23 ;5重量％以下（不包括0重量％ )的銅（Cu);鉻（Cr)，滿足 28. 5C+4. 4Cr彡57 (不包括0重量％ );和作為剩余物的鐵（Fe)以及其他不可避免的雜質(zhì) 的鋼焊接而獲得焊接熱影響區(qū)域；并且 在10°C /s以上的冷卻速率下冷卻該焊接熱影響區(qū)域。
7. 權(quán)利要求6的方法，其中所述鋼還包括0.03重量％至0. 1重量％的硫（S);和0.001 重量％至0. 01重量％的1丐（Ca)。
8. 權(quán)利要求6或7的方法，其中所述鋼還包括一種或多種下列元素：0. 5重量％以下的 鈦（Ti)、0. 5重量％以下的鈮（Nb)、0. 5重量％以下的釩（V)，和1重量％以下的氮（N)。
【文檔編號(hào)】C21D9/50GK104220617SQ201280070690
【公開日】2014年12月17日 申請(qǐng)日期:2012年12月27日 優(yōu)先權(quán)日:2011年12月27日
【發(fā)明者】李淳基, 崔鐘教, 樸永桓, 盧熙君, 趙懸寬, 徐仁植, 樸仁圭, 李弘周 申請(qǐng)人:Posco公司