CN110997952A - 含Ni钢板的制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明的实施方式所涉及的制造方法按如下顺序包含如下工序:淬火工序,在将包含给定的化学成分组成、剩余部分是Fe以及不可避免的杂质的钢热轧后,从800℃以上820℃以下的淬火温度起进行淬火;中间热处理工序,在以690℃以上710℃以下的加热温度保持后,以5℃/秒以上的平均冷却速度冷却到200℃以下的冷却结束温度;以及回火工序,在570℃以上600℃以下的回火温度进行回火,将由中间热处理时的加热温度以及保持时间、和回火时的加热温度以及保持时间规定的参数H设为1.73×10‑6以上1.96×10‑6以下。

Description

含Ni钢板的制造方法
技术领域
本公开涉及含Ni钢板的制造方法。
背景技术
近年来,世界性的能源需要的增大和伴随其的地球环境的变差成为问题。为此,作为清洁的能源来源的天然气(LNG)的需要急增。伴随该天然气(LNG)的需要增大,最近在国内外积极推进LNG贮藏用储罐的建设。根据这样的状况,LNG贮藏用储罐的主体中使用的低温韧性卓越高Ni钢板(以下有仅称作「钢板」的情况)的需要增大。
高Ni钢板已知比较廉价,通过如下等的作用效果而具有卓越的低温韧性:Ni的添加带来的基体的韧性提升、热处理带来的组织的微细化、极低温的条件下也稳定的残留奥氏体(以下有称作「残留γ」的情况)的存在带来的韧性的提升。高Ni钢板中Ni含有量约9质量%的钢板(9%Ni钢)自从1963年在LNG贮藏用的储罐中使用以来,作为储罐用材料作为而有众多实绩,今后也期待使用量的增大。
如前述那样,在高Ni钢板中,由于残留γ的存在而低温韧性较大提升。但在对钢板实施加工额赋予大的塑形应变的情况下,有残留γ在马氏体引发加工诱发变态的情况。在发生加工诱发变态的情况下,残留γ量减少,从而有低温韧性劣化的可能性。
在这样的状况中,在高Ni钢板中,研讨了在赋予大的塑形应变的情况下也不使低温韧性劣化的种种技术。
例如在专利文献1中,公开了制造即使是板厚超过40mm的极厚材也具有充分的低温韧性的含Ni钢的钢板的方法。在专利文献1中,作为素材的含Ni钢而使用如下素材:在给定的范围含有C、Ni以及Mn,且将杂质中的P以及S分别抑制在0.001重量(质量)%以下,抑制得极低。然后在对该钢进行热轧的后,在特定的条件下实施两次淬火和回火的处理。
由此使低温韧性提升。
另外,在专利文献1中,在上述的热处理后进一步赋予5%的牵拉预应变,然后实施250℃×1小时的时效处理,对其产物调查-196℃下的轧制方向(L方向)以及与其直角的方向(C方向)的夏比冲击能量,在图2示出结果。在专利文献1记载了:根据图2,通过使P为0.001重量(质量)%以下,钢板自身以及焊接接缝的低温韧性得到飞跃性的提升。
在先技术文献
专利文献
专利文献1:JP特开平6-179909号公报
发明内容
发明要解决的课题
在专利文献1中,需要将P含有量的上限约束在0.001质量%。但若为了使P含有量的上限为0.001质量%而提高清洁度,就有生产率变差的问题。
本发明的实施方式鉴于这样的状况而提出,其目的在于,提供在P含有量超过0.001质量%的情况下塑性应变赋予后的低温韧性也卓越的含Ni钢板的制造方法。
用于解决课题的手段
本发明的实施方式的方案1是含Ni钢板的制造方法,对包含如下化学成分且剩余部分是Fe以及不可避免的杂质的钢进行热轧:
C:0.040质量%以上0.060质量%以下、
Si:0.10质量%以上0.30质量%以下、
Mn:0.50质量%以上0.70质量%以下、
P:0.0010质量%以上0.0025质量%以下、
S:0.0010质量%以下、
Ni:9.10质量%以上9.40质量%以下、
Al:0.020质量%以上0.050质量%以下、以及
N:0.0050质量%以下
在所述热轧后,按照如下顺序包含如下工序:
淬火工序,从800℃以上820℃以下的淬火温度起进行淬火;
中间热处理工序,在以690℃以上710℃以下的加热温度保持后,以5℃/秒以上的平均冷却速度冷却到200℃以下的冷却结束温度;以及
回火工序,以570℃以上600℃以下的回火温度进行回火,
在所述中间热处理工序以及所述回火工序孩子,将以下述式(1)表征的参数H设为1.73×10-6以上1.96×10-6以下。
H={(DNi,L×tL)0.5+(DNi,T×tT)0.5}×[Ni]+{(DC,L×tL)0.5+(DC,T×tT)0.5}×[C]…(1)
在此,
tL:中间热处理工序中的加热保持时间(秒)
tT:回火工序中的加热保持时间(秒)
[Ni]:Ni含有量(质量%)
[C]:C含有量(质量%)
DNi,L=1.4×10-4×exp(-29.58×1000/TL)
DNi,T=1.4×10-4×exp(-29.58×1000/TT)
DC,L=0.45×10-4×exp(-18.54×1000/TL)
DC,T=0.45×10-4×exp(-18.54×1000/TT)
另外,
TL:中间热处理工序中的加热温度(K)
TT:回火温度(K)
本发明的实施方式的方案2是上述钢满足以下的(a)~(d)的任意1个以上的方案1记载基础上的制造方法。(a)上述C的含有量为0.045质量%以上0.060质量%以下,(b)上述Si的含有量为0.15质量%以上0.30质量%以下,(c)上述Mn的含有量为0.60质量%以上0.70质量%以下,以及(d)上述Al的含有量为0.020质量%以上0.045质量%以下
本发明的实施方式的方案3在方案1或2记载的制造方法基础上,上述钢还包含一下当中的1种以上:Cu:0.01质量%以上0.20质量%以下,Cr:0.01质量%以上0.20质量%以下,Mo:0.01质量%以上0.20质量%以下,V:0.1质量%以下,Nb:0.1质量%以下,Ti:0.1质量%以下以及B:0.005质量%以下。
发明的效果
根据本发明的实施方式,能制造即使在P含有量超过0.001质量%的情况下塑性应变赋予后的低温韧性也卓越的含Ni钢板。
附图说明
图1是在本发明的实施方式中表示参数H与塑性应变赋予后的脆性断裂率的关系的图。
具体实施方式
本发明的发明者进行锐意研讨的结果,发现:通过将由中间热处理时的加热温度以及保持时间、和回火时的加热温度以及保持时间规定的参数H控制在给定范围,即使在P含有量超过0.001质量%的情况下,也能制造塑性应变赋予后的低温韧性(以下有称作「应变时效特性」的情况卓越的钢板。
图1是表示参数H与成为应变时效特性的指标的塑性应变赋予后的脆性断裂率的关系的图。如图1所示那样,本发明的发明者发现:通过将参数H设为1.73×10-6以上1.96×10-6以下,能使塑形应变赋予后的脆性断裂率为5%以下,能制造应变时效特性卓越的钢板。
通过控制参数H而使得在P含有量超过0.001质量%的情况下应变时效特性也会提升的机制的详细尚不明确。但在当前时间点,本发明的发明者认为其机制如下那样。
若P含有量变多,P就会在奥氏体晶界较多地偏析,一般会使晶界脆化。为此,若P含有量变多,应变时效特性就会变差。
在本发明的实施方式中,通过控制参数H(即,控制中间热处理时的加热温度以及保持时间、和回火时的加热温度以及保持时间)来控制金属组织中的C以及Ni的扩散。具体地,若加大参数H,就会促进中间热处理时以及回火时的C以及Ni的扩散,若减小参数H,就会一直中间热处理时以及回火时的C以及Ni的扩散。在本发明的实施方式中,将参数H控制在给定范围来控制中间热处理时以及回火时的C以及Ni的扩散,其结果,控制C以及Ni向残留γ的浓缩。
在此,即使对钢板赋予塑形应变,残留γ也不会进行加工诱发变态而残存,这样的残留γ的稳定性对C以及Ni向残留γ的浓缩做出较大贡献。为此认为,在控制C以及Ni向残留γ的浓缩而使其合适的本发明的实施方式中,能补偿P含有量变多所引起的应变时效特性的变差来制造具有卓越的应变时效特性的钢板。
1.化学成分组成
以下说明在本发明的实施方式中制造的钢板的化学成分组成。
在下述的说明中,首先说明成为基本的元素C、Si、Mn、P、S、Ni、Al以及N,进而说明可以选择性添加的元素。
[C:0.040质量%以上0.060质量%以下]
C是使钢板的强度增加的元素,为了确保所期望的高强度,需要0.040质量%以上的含有。另一方面,超过0.060质量%的含有会招致低温韧性的降低。为此,C含有量设为0.040质量%以上0.060质量%以下。为了更加贡献于强度上升而C含有量的下限优选是0.045质量%。
[Si:0.10质量%以上0.30质量%以下]
Si是作为脱氧剂发挥作用并提升钢的强度的元素,为了得到这样的效果,需要含有0.10质量%以上。另一方面,若超过0.30质量%而多量含有,回火脆化敏感性就会变高。为此,Si含有量设为0.10质量%以上0.30质量%以下。为了更加贡献于强度上升而Si含有量的下限优选是0.15质量%。
[Mn:0.50质量%以上0.70质量%以下]
Mn为了贡献于强度上升而需要0.50质量%以上的添加。另一方面,在超过0.70质量%来添加Mn的情况下,会招致回火脆化敏感性的增大,会使韧性降低。为此,Mn含有量设为0.50质量%以上0.70质量%以下。为了更加贡献于强度上升而Mn含有量的下限优选是0.60质量%。
[P:0.0010质量%以上0.0025质量%以下、S:0.0010质量%以下]
P、S由于均是使韧性降低的元素,因此期望极力减低,分别能在0.0025质量%以下、0.0010质量%以下不含0质量%)的范围内容许。
关于P,从经济上的观点出发而添加0.0010质量%以上0.0025质量%以下。考虑经济性而进一步优选是0.0015质量%以上0.0025质量%以下。
[Ni:9.10质量%以上9.40质量%以下]
Ni是本发明的实施方式中必须的元素,具有在低温下给钢板带来高韧性的效果,在不足9.10质量%时缺乏该效果。另一方面,即使超过9.40质量%而多量添加,其效果也会达到饱和,另外也不经济。为此,Ni含有量设为9.10质量%以上9.40质量%以下。
[Al:0.020质量%以上0.050质量%以下]
Al作为脱氧剂而需要0.0020质量%以上的添加,若超过0.050质量%添加,清洁度就会降低。为此,Al含有量设为0.020质量%以上0.050质量%以下。为了更加提高清洁度,Al含有量的上限优选是0.045质量%。
[N:0.0050质量%以下]
N在固溶状态使韧性降低,但还有成为AlN而将晶粒微细化的效果。因此,N在不使晶粒粗大化的范围内尽可能减低。为此,将N设为0.0050质量%以下(不含0质量%)。
[剩余部分]
在优选的1的实施方式中,剩余部分是铁以及不可避免杂质。作为不可避免杂质,容许根据原料、资材、制造设备等的状况而带入微量元素(例如As、Sb、Sn等)的混入。另外,例如如P以及S那样,通常含有量越少越优选,因此虽然是不可避免杂质,但也有对其组成范围如上述那样另外规定的元素。为此,在本说明书中,构成剩余部分的「不可避免杂质」这样的情况是将另外规定其组成范围的元素除外的概念。
但并不限定于本实施方式。只要能维持用本发明的实施方式所涉及的制造方法制造的钢板的特性,就可以进一步包含任意的其他元素。以下例示能如此选择性地含有的其他元素。
[Cu:0.01质量%以上0.20质量%以下、Cr:0.01质量%以上0.20质量%以下、Mo:0.01质量%以上0.20质量%以下、V:0.1质量%以下、Nb:0.1质量%以下、Ti:0.1质量%以下以及B:0.005质量%以下当中1种以上]
Cu、Cr、Mo、V、Nb、Ti以及B是对强度提升做出贡献的元素,可以根据需要选择含有1种以上。为了贡献于强度提升,优选Cu添加0.01质量%以上、Cr添加0.01质量%以上,以及Mo添加0.01质量%以上。另一方面,由于成为母材的韧性降低的原因,因此优选Cu添加0.20质量%以下,Cr添加0.20质量%以下,Mo添加0.20质量%以下,V添加0.1质量%以下,Nb添加0.1质量%以下,Ti添加0.1质量%以下,以及B添加0.005质量%以下。
2.制造方法
接下来说明本发明的实施方式所涉及的制造方法。
在以下的制造方法的说明中,有对通过这样的制造方法得到所期望的金属组织、能提升各种特性的机制进行说明的情况。希望留意的是,这些是本发明的发明者根据在当前时间点得到的见解而考虑的机制,并不限定本发明的技术的范围。
本发明的发明者发现:从给定的淬火温度起对具有给定的化学成分组成的轧制材进行淬火,严格控制加热时间以及保持时间,使得详细后述的参数H成为给定范围,来进行中间热处理以及回火,由此能制造即使在P含有量超过0.001质量%的情况下也具有卓越的应变时效特性的钢板。
以下说明其详细。
优选地,首先,用现有的方法将满足上述化学成分组成的要件的制钢原料在转炉通常的熔炼炉进行熔炼,用连续铸造法做出板材(素材钢)。在将得到的素材钢加热到能用现有的方法热轧的温度后,实施热轧(AR:As-Roll),来做出所期望的板厚(例如32mm)的钢板。
[淬火工序(淬火温度:800℃以上820℃以下)]
接下来,为了得到均匀的马氏体组织,在再加热到800℃以上820℃以下的淬火温度后进行急冷,实施淬火处理。急冷优选以5℃/秒以上的平均冷却速度进行到200℃以下的冷却结束温度。急冷例如通过水冷等进行。例如若是水冷,平均冷却速度成为5℃/秒以上,直到充分成为200℃以下的冷却结束温度。若淬火温度超过820℃,奥氏体粒就会因再结晶而粗大化,其结果,钢板的低温韧性会变差。另一方面,在淬火温度不足800℃时,淬火变得不充分,有招致应变时效特性的劣化且钢板的强度不足的可能性。
[中间热处理工序(在以690℃以上710℃以下的加热温度保持后以5℃/秒以上的平均冷却速度冷却到200℃以下的冷却结束温度)]
接下来,再加热到铁素体和奥氏体共存的二相域即690℃以上710℃以下的加热温度(中间热处理温度),在到达该加热温度起保持给定时间后进行冷却。冷却以5℃/秒以上的平均冷却速度进行到200℃以下的冷却结束温度。冷却例如通过水冷等进行。例如若是水冷,平均冷却速度成为5℃/秒以上,直到充分成为200℃以下的冷却结束温度。
通过前述的淬火工序得到的均匀的马氏体组织若被加热到二相域的加热温度,就变态成铁素体组织和奥氏体组织。然后,经过加热保持的工序,C以及Ni向奥氏体组织扩散,其结果,C以及Ni浓缩到奥氏体组织。之后通过进行急冷,奥氏体组织变态成马氏体组织,生成纯净的铁素体组织与浓缩了C以及Ni的马氏体组织的混合组织。
若中间热处理温度不足690℃,则在下一工序的回火工序生成的奥氏体量不足,招致应变时效特性的劣化。另一方面,若中间热处理温度超过710℃,就成为单相域温度范围,不会生产铁素体组织,因此得不到浓缩了C以及Ni的奥氏体组织。其结果,在下一工序的回火工序不生产奥氏体,招致应变时效特性的劣化。
若冷却结束温度超过200℃或者平均冷却速度不足5℃/秒,就得不到马氏体组织。
[回火工序(回火温度:570℃以上600℃以下)]
接下来再加热到570℃以上600℃以下的回火温度,实施在到达该温度后保持给定时间的回火处理。冷却方法并没有特别限定,优选设为例如空冷等。
若将通过前述的中间热处理工序得到的铁素体组织和浓缩了C以及Ni的马氏体组织回火,马氏体组织的一部分就会逆变态成奥氏体组织。该逆变态的奥氏体组织成为残留奥氏体。更详细说明,在通过中间热处理工序得到的马氏体组织内中也存在较浓地浓缩了C以及Ni的部分和没怎么浓缩C以及Ni的部分。若将该马氏体组织回火,则较浓地浓缩了C以及Ni的部分由于As点(逆变态开始温度)降低而在回火温度程度的温度下就逆变态成奥氏体组织。在该逆变态的奥氏体组织中较浓地浓缩了C以及Ni。另一方面,没怎么浓缩C以及Ni的部分由于As点没太降低而未引起逆变态,进行通常的回火处理,进行硬度等的调整。
如以上说明的那样,回火工序后的最终的金属组织包含铁素体组织、马氏体组织以及残留γ组织。另外认为,在被加热到回火温度而逆变态的奥氏体组织中,通过经过加热保持而进一步浓缩了C以及Ni。如此地,在本发明的实施方式中得到的残留γ中较浓地浓缩了C以及Ni。为此,通过本发明的实施方式所涉及的制造方法得到的钢板提升了应变时效特性。
若回火温度不足570℃,由于得到的钢板中的残留γ量少,因此会会会招致应变时效特性的劣化。另一方面,若回火温度超过600℃,则残留γ的大小以及量都增加,会招致应变时效特性的劣化。另外,从钢板的强度确保的观点出发也不优选超过600℃的回火温度。
[参数H:1.73×10-6以上1.96×10-6以下]
在本发明的实施方式中,为了使应变时效特性提升,在前述的中间热处理工序以及回火工序中,将以下述式(1)表征的参数H设为1.73×10-6以上1.96×10-6以下。
H={(DNi,L×tL)0.5+(DNi,T×tT)0.5}×[Ni]+{(DC,L×tL)0.5+(DC,T×tT)0.5}×[C]…(1)
在此,
tL:中间热处理工序中的加热保持时间(秒)
tT:回火工序中的加热保持时间(秒)
[Ni]:Ni含有量(质量%)
[C]:C含有量(质量%)
DNi,L=1.4×10-4×exp(-29.58×1000/TL)
DNi,T=1.4×10-4×exp(-29.58×1000/TT)
DC,L=0.45×10-4×exp(-18.54×1000/TL)
DC,T=0.45×10-4×exp(-18.54×1000/TT)
另外,
TL:中间热处理工序中的加热温度(K)
TT:回火温度(K)
为了使应变时效特性提升,重要的是使钢板中生成残留γ,并使、残留γ的稳定性提升,以使残留γ不会进行加工诱发变态。为了使钢板中生成残留γ,重要的是在中间热处理时,使C以及Ni浓缩到奥氏体组织。另外,为了使残留γ的稳定性提升,重要的是合适地控制C以及Ni向残留γ的浓缩。如后述那样,在残留γ中过剩地浓缩了C以及Ni的情况下,应变时效特性会变差。如此地,在残留γ的生成以及残留γ的稳定性的那一者中,C以及Ni向奥氏体组织的浓缩都做出较大贡献。并且C以及Ni向奥氏体的浓缩和C以及Ni的扩散有关系。为此,在本发明的实施方式中着眼于C以及Ni的扩散。
元素的扩散基本和扩散系数与时间之积的平方根大致成正比。为此,对C以及Ni的各元素求取该积的平方根,将它们相加,将这样的式定义为参数H。另外,在对C以及Ni的各元素的求取扩散系数与时间的积的平方根时,定义参数H来考虑中间热处理以及回火的各热处理。如此地定义的参数H成为表征中间热处理时以及回火时的C以及Ni的扩散的程度的指标。若参数H不足1.73×10-6,则由于在中间热处理时C以及Ni向奥氏体组织的扩散不足,钢板中的残留γ量不足,而应变时效特性劣化。另一方面,若参数H超过1.96×10-6,则由于C以及Ni向奥氏体组织过剩地扩散,残留γ量降低,而应变时效特性劣化。
实施例
1.样品制作
将表1所示的化学成分组成的钢熔炼,对铸造的钢实施热轧,对得到的钢片实施表2所示的热处理,由此制造供试钢板。制造的钢板的板厚全都设为32mm。然后从这些钢板选取样品。另外,淬火处理时以及中间热处理时选取或者的冷却都以水冷进行。
另外,在表2中,带下划线的数值表示从本发明的实施方式的范围偏离。
[表1]
Figure BDA0002389054870000101
[表2]
Figure BDA0002389054870000111
2.特性评价
接下来在下述所示的条件下进行各种特性的评价、。
[牵拉试验]
从各钢板的t/4位置(t:板厚)从钢板选取JIS4号牵拉试验片,使得与钢板的轧制方向垂直的方向成为长边方向,按照JISZ2241:2011中规定的方法来测定屈服强度以及牵拉强度。将其结果在表3示出。
[塑性应变赋予后的夏比冲击试验]
在对各钢板赋予5%的塑性应变后,在250℃下实施1小时的时效处理。接下来,从各钢板的t/4位置(t:板厚)选取3跟夏比冲击试验片(JISZ2242:2005的V型缺口试验片),使得与钢板的轧制方向垂直的方向成为长边方向。然后用JISZ2242:2005所记载的方法测定-196℃下的脆性断裂率(%),3根试验片都是将脆性断裂率5%以下的样品视作应变时效特性卓越。另外,在表3示出使用3根试验片测定的3个测定值。
[表3]
Figure BDA0002389054870000121
对表3的结果进行考察。
样品No.1~5以及15是用满足本发明的实施方式的要件的制造方法制造的样品,3根试验片的脆性断裂率都是5%以下,应变时效特性卓越。
另外,样品No.1~5以及15的屈服强度以及牵拉强度都卓越,高强度。
另一方面,样品No.6~14在用不满足本发明的实施方式的要件的制造方法制造的样品,3根试验片当中至少1根试验片的脆性断裂率超过5%,应变时效特性差。
样品No.6由于回火温度以及参数H低,因此应变时效特性差。
样品No.7~9由于参数H高,因此应变时效特性差。
样品No.10由于中间热处理温度以及参数H低,因此应变时效特性差。
样品No.11由于参数H高,因此应变时效特性差。
样品No.12由于中间热处理温度以及参数H高,因此应变时效特性差。
样品No.13由于回火温度以及参数H高,因此应变时效特性差。
样品No.14由于淬火温度低,因此应变时效特性差。
本申请伴随以申请日2017年8月25日的日本国专利申请、特愿第2017-162740号以及申请日2018年7月11日的日本国专利申请、特愿第2018-131749号为基础申请的优先权主张。通过参考将特愿第2017-162740号以及特愿第2018-131749号引入到本说明书中。

Claims (3)

1.一种含Ni钢板的制造方法,对包含如下化学成分且剩余部分是Fe以及不可避免的杂质的钢进行热轧:
C:0.040质量%以上0.060质量%以下、
Si:0.10质量%以上0.30质量%以下、
Mn:0.50质量%以上0.70质量%以下、
P:0.0010质量%以上0.0025质量%以下、
S:0.0010质量%以下、
Ni:9.10质量%以上9.40质量%以下、
Al:0.020质量%以上0.050质量%以下、以及
N:0.0050质量%以下,
在所述热轧后,按照如下顺序包含如下工序:
淬火工序,从800℃以上820℃以下的淬火温度起进行淬火;
中间热处理工序,在以690℃以上710℃以下的加热温度保持后,以5℃/秒以上的平均冷却速度冷却到200℃以下的冷却结束温度;以及
回火工序,以570℃以上600℃以下的回火温度进行回火,
在所述中间热处理工序以及所述回火工序中,将以下述式(1)表征的参数H设为1.73×10-6以上1.96×10-6以下,
H={(DNi,L×tL)0.5+(DNi,T×tT)0.5}×[Ni]+{(DC,L×tL)0.5+(DC,T×tT)0.5}×[C]…(1)
在此,
tL:中间热处理工序中的加热保持时间(秒)
tT:回火工序中的加热保持时间(秒)
[Ni]:Ni含有量(质量%)
[C]:C含有量(质量%)
DNi,L=1.4×10-4×exp(-29.58×1000/TL)
DNi,T=1.4×10-4×exp(-29.58×1000/TT)
DC,L=0.45×10-4×exp(-18.54×1000/TL)
DC,T=0.45×10-4×exp(-18.54×1000/TT)
另外,
TL:中间热处理工序中的加热温度(K)
TT:回火温度(K)。
2.根据权利要求1所述的制造方法,其特征在于,
所述钢满足以下的(a)~(d)的任意1个以上:
(a)所述C的含有量为0.045质量%以上0.060质量%以下,
(b)所述Si的含有量为0.15质量%以上0.30质量%以下,
(c)所述Mn的含有量为0.60质量%以上0.70质量%以下,以及
(d)所述Al的含有量为0.020质量%以上0.045质量%以下。
3.根据权利要求1或2所述的制造方法,其特征在于,
所述钢还包含如下当中的1种以上:
Cu:0.01质量%以上0.20质量%以下,
Cr:0.01质量%以上0.20质量%以下,
Mo:0.01质量%以上0.20质量%以下,
V:0.1质量%以下,
Nb:0.1质量%以下,
Ti:0.1质量%以下,
以及B:0.005质量%以下。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111705268A (zh) * 2020-07-01 2020-09-25 东北大学 一种低屈强比超高强高韧耐压壳体用钢及其制备方法

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114737114A (zh) * 2022-03-24 2022-07-12 南京钢铁股份有限公司 一种9Ni用钢及其生产方法

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61127813A (ja) * 1984-11-22 1986-06-16 Nippon Steel Corp 高アレスト性含Ni調質鋼の製造法
JPH0827517A (ja) * 1994-07-15 1996-01-30 Nippon Steel Corp 降伏強度と靭性の優れた9%Ni鋼の熱処理法
JPH09256039A (ja) * 1996-03-25 1997-09-30 Kawasaki Steel Corp 高降伏強さ、高靱性含Ni厚鋼板の製造方法
CN102719733A (zh) * 2011-03-29 2012-10-10 鞍钢股份有限公司 一种高镍钢的制造方法
CN103602888A (zh) * 2013-12-02 2014-02-26 南京钢铁股份有限公司 一种低压缩比热轧9Ni钢厚板及其制造方法
CN107937824A (zh) * 2017-12-11 2018-04-20 中国科学院金属研究所 一种用于超低温环境的节镍型7Ni钢及其热处理工艺

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07173534A (ja) * 1993-12-21 1995-07-11 Kobe Steel Ltd 靱性と加工性の優れた含Ni鋼板の製造方法

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61127813A (ja) * 1984-11-22 1986-06-16 Nippon Steel Corp 高アレスト性含Ni調質鋼の製造法
JPH0827517A (ja) * 1994-07-15 1996-01-30 Nippon Steel Corp 降伏強度と靭性の優れた9%Ni鋼の熱処理法
JPH09256039A (ja) * 1996-03-25 1997-09-30 Kawasaki Steel Corp 高降伏強さ、高靱性含Ni厚鋼板の製造方法
CN102719733A (zh) * 2011-03-29 2012-10-10 鞍钢股份有限公司 一种高镍钢的制造方法
CN103602888A (zh) * 2013-12-02 2014-02-26 南京钢铁股份有限公司 一种低压缩比热轧9Ni钢厚板及其制造方法
CN107937824A (zh) * 2017-12-11 2018-04-20 中国科学院金属研究所 一种用于超低温环境的节镍型7Ni钢及其热处理工艺

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111705268A (zh) * 2020-07-01 2020-09-25 东北大学 一种低屈强比超高强高韧耐压壳体用钢及其制备方法

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