CN121002204A

CN121002204A - 钢板及其制造方法

Info

Publication number: CN121002204A
Application number: CN202480021537.8A
Authority: CN
Inventors: 荒尾亮; 崎本隆洋; 佐藤祐也
Original assignee: JFE Steel Corp
Current assignee: JFE Steel Corp
Priority date: 2023-03-31
Filing date: 2024-03-19
Publication date: 2025-11-21
Also published as: KR20250139381A; JPWO2024203651A1; WO2024203651A1

Abstract

本发明提供一种确保高强度且无论厚钢板的板厚如何，极低温韧性在钢板内都没有偏差、稳定性高的钢板。上述钢板的特征在于，具有规定的成分组成，在从钢板的表面沿板厚方向1／4深度的位置，γ相以体积分率计为2.0%以上且上述γ相的当量圆直径为5.0μm以下。

Description

钢板及其制造方法

技术领域

本发明涉及一种钢板及其制造方法，特别是涉及一种能够遍及宽泛的板厚范围而稳定地确保优异的极低温韧性的极低温用厚钢板。本发明的钢板例如可适用于船舶用和陆地用的液化气体储存用罐等在极低温环境下使用的结构物用钢。

背景技术

在热轧后的钢板用于液化气体储存用罐等结构物时，由于使用环境为极低温，因此不仅要求钢板的强度，还要求极低温下的韧性（极低温韧性）优异。例如，在热轧后的钢板用于液化天然气的储藏用罐的情况下，需要在液化天然气的沸点即－164℃以下的极低温下确保优异的韧性。如果钢材的极低温韧性差，则有可能无法维持作为极低温储藏用结构物的安全性，因此强烈要求所应用的钢板的极低温韧性。

这里，在罐的容积较小的船舶用途中，在厚钢板中也要求板厚较小的钢材，在罐的容积较大的陆地用途中，要求板厚更大的钢材。对于该要求，以往一直使用7%Ni或9%Ni钢板。

例如在专利文献1、2中提出了7～9%Ni钢板。

在专利文献1中，公开了一种以质量%计含有超过5.0且小于10.0% 的Ni和规定量的C、Si、Mn、Al的极低温用厚钢板。并且，在专利文献1的厚钢板中，在板厚6～50mm的范围内，每单位面积的吸收能量vE_－196℃的平均值为1.25J／mm²以上。

另外，在专利文献2中，公开了一种以质量%计含有7.0～10.5% 的Ni和规定量的C、Si、Mn、Al的低温用含Ni钢。并且，在专利文献2的钢中，在板厚30～60mm的范围内，吸收能量vE_－196℃的平均值为150J以上。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2011－219848号公报

专利文献2：日本特开2011－214099号公报

发明内容

本发明人等对7%Ni钢的厚钢板进行了深入调查，结果发现极低温韧性在钢板内存在偏差的问题。并且，得到了该极低温韧性的偏差是由残余γ（残余奥氏体）的生成量和尺寸的偏差所导致的这一见解。即，在极低温下的冲击试验中，残余γ因施加的冲击应变而发生马氏体相变，由此缓和应力而抑制脆性裂纹的产生，但如果残余γ的生成量不足，则不能充分得到该效果。

应予说明，在本说明书中，“残余γ是稳定的”是指即使在－196℃下施加一定量以上的应变，残余奥氏体也不易相变为马氏体组织的倾向。相反地，“残余γ是不稳定的”是指残余奥氏体在－196℃下容易因应变而相变为马氏体组织的倾向。

然而，在专利文献1和2中，对于极低温韧性，都只不过是对吸收能量的平均值进行了研究，对于在钢板内的极低温韧性的偏差没有进行任何研究。

本发明是鉴于上述问题而完成的，其目的在于提供一种确保高强度且无论厚钢板的板厚如何，极低温韧性在钢板内都没有偏差、稳定性高的钢板及其制造方法。

本发明人等为了解决上述课题，对7%Ni钢板的成分组成和组织进行了深入研究，得到以下的见解。

（1）为了稳定地确保极低温韧性，重要的是生成一定量以上的残余γ。如果残余γ相以体积分率计小于2.0%，则冲击试验的吸收能量不稳定。

（2）重要的是残余γ微小地分散。如果残余γ相的当量圆直径超过5.0μm，则会成为粗大的马氏体，降低裂纹的传播阻力。

本发明是基于上述见解而完成的，其要旨如下。

1．一种钢板，具有如下成分组成：

以质量%计含有C：0.01%～0.15%、Si：0.01%～0.50%、Mn：0.05%～0.60%、Ni：6.0%～7.5%、Cr：0.01%～1.00%、Mo：0.05%～0.50%、P：0.03%以下、S：0.005%以下以及N：0.0010%～0.0080%，剩余部分由Fe和不可避免的杂质构成，

在从钢板的表面沿板厚方向1／4深度的位置，γ相以体积分率计为2.0%以上且上述γ相的当量圆直径为5.0μm以下。

2．根据上述1所述的钢板，其中，上述成分组成以质量%计进一步含有选自Al：0.008%～0.10%、Cu：0.40%以下、Nb：0.05%以下、V：0.05%以下、Ti：0.03%以下以及B：0.0030%以下中的1种或2种以上。

3．根据上述1或2所述的钢板，其中，上述成分组成以质量%计进一步含有选自Ca：0.007%以下、REM：0.010%以下以及Mg：0.070%以下中的1种或2种以上。

4．一种钢板的制造方法，

将具有如下成分组成的钢坯材加热至900℃～1200℃的温度，

对加热后的上述钢坯材进行热轧而制成热轧钢板，

对上述热轧钢板实施以板厚1／4位置的温度计为550℃～300℃的温度区域的平均冷却速度为1℃／s以上、冷却停止温度以板厚1／4位置的温度计为300℃以下的第1加速冷却，

对上述第1加速冷却后的热轧钢板实施500℃以上的平均升温速度小于1℃／s、加热至以板厚1／4位置的温度计为A_c1点以上且小于A_c3点的温度区域的两相区加热，

对上述两相区加热后的热轧钢板实施板厚1／4位置的温度下的平均冷却速度为1℃／s以上、冷却停止温度为300℃以下的第2加速冷却，

对上述第2加速冷却后的热轧钢板实施回火温度以板厚1／2位置的温度计为300℃～500℃的回火，

上述成分组成含有C：0.01%～0.15%、Si：0.01%～0.50%、Mn：0.05%～0.60%、Ni：6.0%～7.5%、Cr：0.01%～1.00%、Mo：0.05%～0.50%、P：0.03%以下、S：0.005%以下以及N：0.0010%～0.0080%，

剩余部分由Fe和不可避免的杂质构成。

5．根据上述4所述的钢板的制造方法，其中，上述成分组成以质量%计进一步含有选自Al：0.008%～0.10%、Cu：0.40%以下、Nb：0.05%以下、V：0.05%以下、Ti：0.03%以下以及B：0.0030%以下中的1种或2种以上。

6．根据上述4或5所述的钢板的制造方法，其中，上述成分组成以质量%计进一步含有选自Ca：0.007%以下、REM：0.010%以下以及Mg：0.070%以下中的1种或2种以上。

根据本发明，能够提供一种确保高强度且无论厚钢板的板厚如何极低温韧性在钢板内同样优异的钢板。通过将本发明的钢板供给于液化气体储藏用罐等在极低温环境下使用的钢结构物，能够提高该钢结构物的安全性，在工业上带来显著的效果。

具体实施方式

以下，对本发明的实施方式具体地进行说明。应予说明，以下的说明表示本发明的优选的实施方式，本发明不限于此。

［成分组成］

本发明的钢板具有规定的成分组成。另外，用于制造本发明的钢板的钢坯材也优选具有上述规定的成分组成。以下，对该成分组成中含有的各元素进行说明。应予说明，只要没有特别说明，在本说明书中，作为各元素的含量的单位的“%”都是指“质量%”。

C：0.01%～0.15%

C是具有提高钢板的强度的效果的元素。为了得到该效果，将C含量设为0.01%以上，优选设为0.03%以上。另一方面，如果C含量超过0.15%，则钢板的极低温韧性降低。因此，C含量为0.15%以下，优选为0.12%以下。

Si：0.01%～0.50%

Si是有助于提高钢板的强度的元素，也是具有作为脱氧剂的作用的元素。为了呈现这些效果，Si含量为0.01%以上。另一方面，如果Si含量过量地变高，则韧性降低。因此，Si含量为0.50%以下，优选为0.30%以下。

Mn：0.05%～0.60%

Mn是提高钢的淬透性而对钢板的高强度化有效的元素。为了得到该效果，添加0.05%以上的Mn。另一方面，在含有超过0.60%的Mn的情况下，回火脆化敏感性提高，并且开始出现韧性的偏差。因此，将Mn含量限制为0.60%以下。具体而言，如果Mn量超过0.60%，则γ组织中的Mn浓度变高，则容易生成不利于确保韧性的γ。Mn含量优选小于0.40%，更优选为0.30%以下，进一步优选小于0.20%，更进一步优选小于0.17%。

Ni：6.0%～7.5%

Ni是对于提高钢板的极低温韧性极为有效的元素。具体而言，如果Ni含量不足6.0%，则难以生成γ相，不能使γ量为0.5体积%以上。另外，如果Ni含量小于6.0%，则钢板强度也降低。因此，将Ni含量设为6.0%以上。另一方面，由于Ni是昂贵的元素，因此随着Ni含量增加而钢板成本高涨。因此，在本发明中，将Ni含量设为7.5%以下。

Cr：0.01%～1.00%

Cr是不会明显损害极低温韧性而能够提高钢板的强度的元素。为了得到上述的效果，将Cr含量设为0.01%以上，优选为0.30%以上。然而，如果Cr含量超过1.00%，则钢板的极低温韧性降低。因此，Cr含量为1.00%以下。

Mo：0.05%～0.50%

Mo与Cr同样是不会明显损害极低温韧性而能够提高钢板的强度的元素。在Mo含量不足0.05%的情况下，难以确保所希望的强度和韧性，特别是无法得到强度。特别是在本发明中，即使在因抑制Mn含量来抑制极低温韧性的偏差而导致的强度容易降低的情况下，也可通过并用规定量的Mo来确保所希望的强度。因此，Mo含量为0.05%以上，优选超过0.10%。另一方面，如果Mo含量超过0.50%，则极低温韧性反而降低。因此，Mo含量为0.50%以下，优选为0.30%以下，更优选为0.25%以下。

P：0.03%以下

P是不可避免的杂质，是对钢板的极低温韧性带来负面影响的有害元素。例如，为了在焊接钢板而制成焊接结构物时得到健全的母材和焊接接头，优选尽可能降低P的含量。因此，将P含量抑制在0.03%以下。另外，从极低温韧性的观点出发，P含量越低越好，因此下限没有特别限定，可以为0%，但在该情况下，也允许作为不可避免的杂质而含有P。另一方面，过度地降低会导致成本增加，因此从成本的观点出发，P含量的下限优选为0.001%。

S：0.005%以下

S在钢中形成MnS而使极低温韧性显著劣化，因此将S含量的上限设为0.005%，优选尽可能地降低。S含量优选为0.002%以下。另一方面，S含量越低越好，因此下限没有特别限定，可以为0%，但在该情况下，也允许作为不可避免的杂质而含有S。

N：0.0010%～0.0080%

N在钢中形成析出物，如果其含量超过0.0080%，则成为母材的韧性降低的原因。其中，N也是通过形成AlN而有助于母材的细粒化的元素，这样的效果是通过将N含量设为0.0010%以上而得到的。因此，N含量为0.0010%～0.0080%。N含量优选为0.0020%以上，优选为0.0060%以下。

本发明的一个实施方式的成分组成除了上述规定量的元素以外，剩余部分可以由Fe和不可避免的杂质构成。

另外，在本发明的另一实施方式中，上述成分组成优选能够以下述记载的量进一步任意地含有选自Al、Cu、Nb、V、Ti和B中的1种或2种以上。

Al：0.008%～0.10%

Al是脱氧剂中含有的元素。如果Al含量小于0.008%，则缺乏作为脱氧剂的效果。另外，Al也是通过形成AlN而有助于母材的细粒化的元素。因此，含有Al的情况下，优选将Al含量设为0.008%以上，更优选设为0.02%以上。另一方面，如果Al含量超过0.10%，则损害钢的清洁性。因此，Al含量优选为0.10%以下，更优选为0.05%以下。

Cu：0.40%以下

Cu是具有通过提高淬透性而提高钢板的强度的效果的元素。然而，如果Cu含量超过0.40%，则除了降低钢板的极低温韧性以外，铸造后的钢坯材（坯材）表面的性状会劣化。因此，添加Cu的情况下，优选将Cu含量设为0.40%以下，更优选设为0.30%以下。另一方面，Cu含量的下限没有特别限定，但为了得到上述的效果，优选将Cu含量设为0.10%以上。

Nb：0.05%以下

Nb是通过析出强化而提高钢板的强度的有效元素。然而，如果Nb含量变得过多，则钢板的极低温韧性降低。因此，添加Nb的情况下，优选将Nb含量设为0.05%以下，更优选设为0.03%以下。另一方面，Nb含量的下限没有特别限定，但为了得到上述的效果，优选将Nb含量设为0.010%以上。

V：0.05%以下

V与Nb同样是通过析出强化而提高钢板的强度的有效元素。然而，如果V含量变得过多，则钢板的极低温韧性降低。因此，添加V的情况下，优选将V含量设为0.05%以下，更优选设为0.04%以下。另一方面，V含量的下限没有特别限定，但为了得到上述的效果，优选将V含量设为0.010%以上。

Ti：0.03%以下

Ti是具有在焊接钢板而制成焊接结构物时不使母材的机械特性降低而提高焊接部的韧性的效果的元素。因此，优选以0.003%以上的含量添加Ti。另一方面，如果Ti含量超过0.03%，则反而使韧性降低。因此，优选以0.03%以下的含量添加Ti。

B：0.0030%以下

B是以微量添加而提高淬透性的元素。为了有效地发挥该效果，可以含有0.0003%以上的B。另一方面，如果B的含量超过0.0030%，则韧性劣化。因此，含有B的情况下，优选将其含量设为0.0030%以下。

另外，在本发明的另一实施方式中，上述成分组成优选能够以下述记载的量进一步任意地含有选自Ca、REM和Mg中的1种或2种以上。

Ca：0.007%以下

Ca是具有通过控制钢中的夹杂物的形态而提高钢板的极低温韧性的效果的元素。然而，如果Ca过量，则损害钢的清洁性。因此，添加Ca的情况下，优选将Ca含量设为0.007%以下，更优选设为0.004%以下。另一方面，Ca含量的下限没有特别限定，但为了得到上述的效果，优选设为0.001%以上。

REM：0.010%以下

REM（稀土金属）与Ca同样是具有通过控制钢中的夹杂物的形态而提高钢板的极低温韧性的效果的元素。然而，如果REM过量，则损害钢的清洁性。因此，添加REM的情况下，优选将REM含量设为0.010%以下，更优选设为0.008%以下。另一方面，REM含量的下限没有特别限定，但为了得到上述的效果，优选将REM含量设为0.001%以上。

这里，REM是指将Y和Sc与镧系的15个元素合在一起的17个元素的总称，可以单独或者组合含有这些元素。应予说明，REM的含量是指这些元素的合计含量。

Mg：0.070%以下

Mg与Ca和REM同样是具有通过控制钢中的夹杂物的形态而提高钢板的极低温韧性的作用的元素。然而，如果Mg过量，则损害钢的清洁性。因此，添加Mg的情况下，优选将Mg含量设为0.070%以下，更优选设为0.004%以下。另一方面，Mg含量的下限没有特别限定，但为了得到上述的效果，优选将Mg含量设为0.001%以上。

［微观组织］

本发明的钢板的特征在于，在自钢板的表面起沿板厚方向的板厚t的1／4的深度位置（有时记为“（1／4）t”）的γ相以体积分率计为2.0%以上且当量圆直径为5.0μm以下。通过上述规定组成的γ在钢板中存在规定量，能够实现稳定且高的极低温韧性。

钢板中存在的γ（奥氏体）受到冲击试验的应变而发生相变，从而发挥应力缓和的效果，抑制脆性破坏的产生。为了稳定地得到上述效果，γ相以体积分率计需要为2.0%以上。这里，γ相的体积分率例如可通过利用X射线衍射试验求出α－Fe和γ－Fe的衍射强度来计算。

另一方面，在γ粗大的情况下，由于应变而发生相变所形成的马氏体有可能降低裂纹的传播阻力。因此，γ相的当量圆直径需要为5.0μm以下。γ相的当量圆直径优选为4.5μm以下，更优选为4.0μm以下。应予说明，上述γ相的当量圆直径是对0.1μm以上的γ相进行计数而得的平均值。

另外，钢板的组织优选贝氏体和马氏体的合计以面积率计为85%以上。如上所述，这是因为如果是将贝氏体和马氏体作为主体的组织，则确保优异的极低温韧性且还容易得到足够的强度。这里，贝氏体和马氏体的比率可以是任意的。

这里，“将马氏体和贝氏体作为主体的组织”是指马氏体和贝氏体的合计以面积率计超过50%的组织。

钢板的板厚没有特别限定，可以设为任意的厚度，但优选为6mm以上，优选为50mm以下。特别是即使在以往极低温韧性在钢板内更易产生偏差的板厚小的钢板中，也良好地抑制极低温韧性的偏差，从更能享受本申请的效果的观点出发，可将板厚设为小于30mm。

［机械特性］

（拉伸强度）

钢板的拉伸强度的下限没有特别限定，可以设为任意的值，但优选为700MPa，更优选为720MPa。另一方面，对拉伸强度的上限也没有特别限定，可以设为任意的值，但优选为930MPa，更优选为900MPa。

应予说明，拉伸强度可以利用后述的实施例中记载的方法进行测定。

（极低温韧性）

关于钢板的韧性，－196℃下的夏比吸收能（vE_－196℃）在全尺寸夏比冲击试验中优选为250J以上，更优选为280J以上，也可以为350J以下。

［制造方法］

接着，对能够适当制造本发明的钢板的制造方法的一个例子进行说明。应予说明，在以下的说明中，只要没有特别说明，温度都是指板厚中央的温度。板厚中央的温度例如可以根据以放射温度计测定的钢板的表面温度通过导热计算来求出。

作为制造方法的具体的一个例子，可以通过依次进行下述（1）～（7）的工序，适当地制造本发明的钢板。

（1）钢坯材的加热

（2）热轧

（3）第1加速冷却

（4）两相区加热

（5）第2加速冷却

（6）回火

（7）空冷

（1）钢坯材的加热

首先，优选将具有上述的成分组成的钢坯材加热至900℃～1200℃的温度。钢坯材的制造方法没有特别限定，但例如可通过将具有上述的成分组成的钢水通过常规方法进行熔炼、铸造来制造。熔炼可以通过转炉、电炉、感应炉等任意的方法来进行。另外，从生产率的观点出发，铸造优选通过连续铸造法进行，但也可以通过铸锭－开坯轧制法进行。作为钢坯材，例如可以使用钢坯。

这里，钢坯材的加热可以在将利用铸造等方法得到的钢坯材暂时冷却后进行，另外，也可以不对得到的钢坯材进行冷却而直接供于加热。

如果钢坯材的加热温度小于900℃，钢坯材的应变阻力高，因此对在后续的热轧中的轧制机的负荷增大，难以进行热轧。因此，钢坯材的加热温度优选为900℃以上。另一方面，如果钢坯材的加热温度高于1200℃，则钢的氧化变得显著，由于除去因氧化产生的氧化膜而导致损失增大，结果成品率降低。因此，钢坯材的加热温度优选为1200℃以下。

（2）热轧

上述加热后，可以对加热后的钢坯材进行热轧而制成热轧钢板。热轧钢板的最终板厚没有特别限定，但如上所述，优选为6mm以上，优选为50mm以下。

（3）第1加速冷却

可以对上述热轧后的热轧钢板进行加速冷却（第1加速冷却）。在第1加速冷却中，以钢板的板厚（1／4）t的位置的温度计为550℃～300℃的温度区域的平均冷却速度优选为1℃／s以上，冷却停止温度优选以（1／4）t的温度计为300℃以下。通过在这样的条件下进行第1加速冷却，从而热轧钢板被良好地淬火，容易得到以马氏体和贝氏体为主体的所希望的组织。

在第1加速冷却中，如果以（1／4）t的温度计为550℃～300℃的温度区域的平均冷却速度小于1℃／s，则难以得到所希望的相变组织，难以得到足够的强度。另外，不稳定的γ容易残留在钢中，难以降低在深冷处理前后的残余γ量的减少率。其结果，极低温韧性容易降低。另一方面，平均冷却速度的上限没有特别限定，但如果平均冷却速度高于200℃／s，则难以控制在钢板内的各个位置的温度，沿板宽方向和轧制方向容易出现材质的偏差。其结果，拉伸特性和韧性等材料特性容易产生偏差。因此，平均冷却速度优选为200℃／s以下。

第1加速冷却没有特别限定，可以用任意的方法进行。例如，可以使用空冷和水冷中的一方或两方。作为水冷，可以使用使用水的任意的冷却方法（例如，喷雾冷却、雾冷却、层流冷却等）。

（4）两相区加热

接着，可以对在热轧后经过冷却的热轧钢板实施两相区加热。具体而言，优选将冷却后的热轧钢板以板厚（1／4）t的位置的温度计为500℃以上的平均升温速度小于1℃／s加热至A_c1点以上且小于A_c3点的温度区域。优选通过进行两相区加热，从而使热轧钢板的组织的一部分由贝氏体和／或马氏体发生逆相变，形成具有C、Ni、Mn富集的合金富集相的奥氏体的混合组织。但是，如上所述，在该奥氏体的混合组织中，优选将Mn的富集抑制在小于2质量%，优选将Ni的富集提高至12质量%以上。

这里，上述平均升温速度是指在从500℃直至达到两相区加热温度之间的平均速度。

如果在两相区加热的上述高温区域的平均升温速度为1℃／s以上，则上述的合金富集相的形成容易变得不充分。特别是不能充分提高钢板中的γ组织的Ni浓度。其结果，γ的稳定性降低，深冷处理前后的残余γ的减少率增大，难以确保优异的极低温韧性。另外，该韧性易存在偏差。

如果在两相区加热的加热温度小于A_c1点，几乎不能得到上述的逆相变后的奥氏体，难以通过继续加速冷却而得到所希望的微观组织。其结果，难以在最终得到的钢板中得到所希望的极低温韧性。另一方面，如果在两相区加热的加热温度为A_c3点以上，则贝氏体和马氏体的逆相变率容易变得过高，难以形成上述的合金富集相。其结果，难以确保深冷处理后的残余γ量，难以确保优异的极低温韧性。另外，该韧性易存在偏差。

应予说明，A_c1点（A_c1相变点）和A_c3点（A_c3相变点）可分别通过下述式（1）和式（2）求出。

A_c1点（℃）＝750.8－26.6×C＋17.6×Si－11.6×Mn－22.9×Cu－23×Ni＋24.1×Cr＋22.5×Mo－39.7×V－5.7×Ti＋232.4×Nb－169.4×Al ・・・（1）

A_c3点（℃）＝937.2－436.5×C＋56×Si－19.7×Mn－16.3×Cu－26.6×Ni－4.9×Cr＋38.1×Mo＋124.8×V＋136.3×Ti－19.1×Nb＋198.4×Al ・・・（2）

其中，上述式（1）、（2）中的元素符号表示各元素的含量（质量%），不含有该元素的情况下为0。

对于两相区加热，只要是能够将加热温度控制为如上述那样的方法，就可以使用任意的加热方法。作为加热方法的一个例子，可以举出炉加热。对炉加热没有特别限定，可以使用一般的热处理炉。

应予说明，达到两相区加热温度后，可以立即开始下一次的加速冷却，也可以在两相区加热温度下保持任意的时间后开始下一次的加速冷却。在进行两相区加热温度下的保持的情况下，保持时间没有特别限定，但优选为5分钟以上。

（5）第2加速冷却

接着，可以对上述两相区加热后的热轧钢板进行加速冷却（第2加速冷却）。在第2加速冷却中，钢板的板厚（1／4）t的位置的平均冷却速度优选为1℃／s以上，冷却停止温度以（1／4）t的温度计优选为300℃以下。

在第2加速冷却中，如果（1／4）t的温度下的平均冷却速度小于1℃／s，则不稳定的γ容易残留在钢中，难以降低γ量。其结果，最终得到的钢板的极低温韧性会降低。另一方面，平均冷却速度的上限没有特别限定，但如果平均冷却速度高于200℃／s，则难以控制在钢板内的各个位置的温度，沿板宽方向和轧制方向容易出现材质的偏差。其结果，拉伸特性和韧性等材料特性容易产生偏差。因此，平均冷却速度优选为200℃／s以下。

应予说明，这里，平均冷却速度是指从第2加速冷却工序中的加速冷却开始至加速冷却停止期间的每单位时间降低的温度的平均速度。

另外，在第2加速冷却中，如果冷却停止温度以（1／4）t的温度计超过300℃，则容易残留不稳定的奥氏体，极低温韧性容易降低。

第2加速冷却没有特别限定，可以用任意的方法进行。例如可以使用空冷和水冷中的一方或两方。作为水冷，可以采用使用水的任意的冷却方法（例如，喷雾冷却、雾冷却、层流冷却等）。

（6）回火

接着，可以对在两相区加热后经冷却的热轧钢板实施回火。回火温度优选以板厚1／2位置的温度计为300℃以上，优选500℃以下，更优选350℃以上，更优选450℃以下。如果回火温度小于300℃，则回火不充分而容易降低韧性。并且，如果回火温度超过500℃，则生成粗大的γ而容易降低韧性。

对于回火工序的加热，只要是能够如上述那样控制加热温度的方法，就可以使用任意的加热方法。作为加热方法的一个例子，可以举出炉加热。对于上述炉加热没有特别限定，可以使用一般的热处理炉。

应予说明，在达到回火温度后，可以在回火温度下保持任意的时间后开始任意的冷却。在进行回火温度下的保持的情况下，保持时间没有特别限定，但优选为5分钟以上。

（7）空冷

回火后的钢板如上述那样可以实施任意的冷却。冷却方法没有特别限定，但从制造时的操作容易性和成本的观点出发，优选实施空冷。

实施例

通过以下说明的步骤制造钢板，评价其特性。

首先，用转炉熔炼具有表1所示的成分组成（剩余部分为Fe和不可避免的杂质）的钢水，通过连续铸造法制造作为钢坯材的钢坯（厚度：200mm）。应予说明，将由上述的式（1）求出的A_c1点（℃）和由式（2）求出的A_c3点（℃）一并记于表1。

接着，按照表2所示的条件，加热得到的钢坯材（坯材），进行热轧，制成具有各板厚（最终板厚）的热轧钢板。

接着，按照表2所示的条件，对得到的热轧钢板实施包含第1加速冷却、两相区加热和第2加速冷却的热处理。

然后，按照表2所示的条件，对热处理后的热轧钢板实施回火。在全部例子中，在回火后进行空冷，得到具有6mm～50mm的各种板厚的钢板。

应予说明，在上述各工序的加热中使用热处理炉。

接着，根据以下的方法分别对得到的钢板评价微观组织、γ中的Mn和Ni的浓度、拉伸强度（TS）和－196℃下的夏比吸收能（vE_－196℃）。

［微观组织］

从各钢板中以板厚（1／4）t的位置成为观察位置的方式采集微观组织观察用的试验片。将该试验片以与轧制方向垂直的截面成为观察面的方式埋入树脂，进行镜面研磨。接着，实施硝酸乙醇溶液腐蚀后，利用倍率2000、10000倍的扫描式电子显微镜进行观察并拍摄组织的图像。对得到的图像进行解析，鉴定微观组织。

表2所示的No.1～34的钢板中，除了比较例No.5以外，均具有板条状的微观组织，是仅为回火马氏体的组织或者回火马氏体和贝氏体的混合组织。

（拉伸强度）

从钢板的板厚（1／4）t的位置采集JIS4号拉伸试验片。使用该拉伸试验片，依据JISZ 2241的规定实施拉伸试验，对钢板的拉伸强度（TS）进行评价。这里，将TS超过700MPa的试验片设为合格。将结果示于表2。

（极低温韧性）

依据JIS Z 2242的规定从钢板的板厚（1／4）t的位置采集V形缺口试验片。使用该V形缺口试验片，依据JIS Z 2242的规定实施夏比冲击试验，求出－196℃下的夏比吸收能（vE_－196℃）。夏比吸收能可视为钢板的极低温韧性的指标。在夏比冲击试验中，对各钢板采集沿着轧制方向位置不同的3个试验片。更具体而言，在距钢板的轧制方向（长度方向）的各端各1000mm内侧的位置各1个位置和在钢板的轧制方向（长度方向）的中央部1个位置的合计3个位置处采集试验片。然后，对各试验片进行各1次、合计进行3次测定。将各个测定结果示于表2。

应予说明，对于板厚小的No.6、22实施使用了半尺寸的试验片（小尺寸试验片）的半尺寸夏比冲击试验，在其他例子中，实施使用了全尺寸的试验片的全尺寸夏比冲击试验。

由表1和2可知，确认到基于本发明的钢板为高强度，并确保优异的极低温韧性且良好地抑制该韧性在钢板内的偏差。另外，该效果例如即使在厚度为6～25mm的较薄的钢板中也能实现。另一方面，在偏离本发明的范围的比较例中，3次测定中的至少1次的夏比吸收能低于200J。即，在比较例中，极低温韧性在钢板内存在偏差，产生极低温韧性低的部分，不能满足上述的目标性能。

工业上的可利用性

根据本发明，对于具有各种板厚的钢板，能够确保高强度并发挥均质且优异的极低温韧性。

Claims

1.一种钢板，具有如下成分组成：以质量%计含有C：0.01%～0.15%、Si：0.01%～0.50%、Mn：0.05%～0.60%、Ni：6.0%～7.5%、Cr：0.01%～1.00%、Mo：0.05%～0.50%、P：0.03%以下、S：0.005%以下以及N：0.0010%～0.0080%，剩余部分由Fe和不可避免的杂质构成，

在从钢板的表面沿板厚方向1／4深度的位置，γ相以体积分率计为2.0%以上且所述γ相的当量圆直径为5.0μm以下。

2.根据权利要求1所述的钢板，其中，所述成分组成以质量%计进一步含有选自Al：0.008%～0.10%、Cu：0.40%以下、Nb：0.05%以下、V：0.05%以下、Ti：0.03%以下以及B：0.0030%以下中的1种或2种以上。

3.根据权利要求1或2所述的钢板，其中，所述成分组成以质量%计进一步含有选自Ca：0.007%以下、REM：0.010%以下以及Mg：0.070%以下中的1种或2种以上。

4.一种钢板的制造方法，将具有如下成分组成的钢坯材加热至900℃～1200℃的温度，

对加热后的所述钢坯材进行热轧而制成热轧钢板，

对所述热轧钢板实施以板厚1／4位置的温度计为550℃以下且300℃以上的温度区域的平均冷却速度为1℃／s以上、冷却停止温度以板厚1／4位置的温度计为300℃以下的第1加速冷却，

对所述第1加速冷却后的热轧钢板实施500℃以上的平均升温速度小于1℃／s、加热至以板厚1／4位置的温度计为A_c1点以上且小于A_c3点的温度区域的两相区加热，

对所述两相区加热后的热轧钢板实施板厚1／4位置的温度下的平均冷却速度为1℃／s以上、冷却停止温度为300℃以下的第2加速冷却，

对所述第2加速冷却后的热轧钢板实施回火温度以板厚1／2位置的温度计为300℃以上且500℃以下的回火，

所述成分组成含有C：0.01%～0.15%、Si：0.01%～0.50%、Mn：0.05%～0.60%、Ni：6.0%～7.5%、Cr：0.01%～1.00%、Mo：0.05%～0.50%、P：0.03%以下、S：0.005%以下、以及N：0.0010%～0.0080%，剩余部分由Fe和不可避免的杂质构成。

5.根据权利要求4所述的钢板的制造方法，其中，所述成分组成以质量%计进一步含有选自Al：0.008%～0.10%、Cu：0.40%以下、Nb：0.05%以下、V：0.05%以下、Ti：0.03%以下以及B：0.0030%以下中的1种或2种以上。

6.根据权利要求4或5所述的钢板的制造方法，其中，所述成分组成以质量%计进一步含有选自Ca：0.007%以下、REM：0.010%以下以及Mg：0.070%以下中的1种或2种以上。