JP2011068952A - High-strength thick steel plate superior in arrest properties - Google Patents

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Satoshi Kubo
諭 久保
Tomoya Kawabata
友弥 川畑
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a high-strength thick steel plate superior in arrest properties at a low cost. <P>SOLUTION: The high-strength thick steel plate superior in the arrest properties has a chemical composition comprising, by mass%, 0.01-0.12% C, 0.5% or less Si, 0.4-2.0% Mn, 0.05% or less P, 0.008% or less S, 0.002-0.05% Al, 0.01% or less N, 0.003-0.1% Nb, and the balance Fe with unavoidable impurities. The carbon equivalent Ceq expressed by the formula (1) of Ceq=C+Mn/6+Cu/15+Ni/15+Cr/5+Mo/5+V/5 is 0.32 to 0.40. The fraction of a ferrite structure in the (1/2)t part of the plate thickness is 80% or more, and the effective crystal grain size in the (1/2)t part of the plate thickness is 25 &mu;m or less. The average value of the sum of the X-ray intensity ratios of the (321), (211) and (110) faces in the direction of an angle of 45 degrees in the (1/2)t part and the (1/4)t part of the plate thickness is 3.3 or less. Furthermore, the high-strength thick steel plate may include Cu, Ni and Cr. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&amp;INPIT

Description

本発明は、靭性に優れた厚鋼板に関する。特に、万が一、脆性き裂が発生した際に構造物全体の崩壊を阻止するために、き裂伝ぱを停止させる特性(アレスト特性)に優れた高強度厚肉鋼板に関する。なお、ここで、高強度厚肉鋼板とは板厚50mmを超えるクラスのものが対象であり、そして、強度クラスとしては引張強さが490MPa以上のものが対象となる。   The present invention relates to a thick steel plate having excellent toughness. In particular, the present invention relates to a high-strength thick steel plate having excellent properties (arrest properties) for stopping crack propagation in order to prevent collapse of the entire structure when a brittle crack occurs. Here, the high-strength thick steel plate is for a class exceeding a thickness of 50 mm, and the strength class is for a tensile strength of 490 MPa or more.

近年、各種の鋼構造物の規模が大型化するに伴い、その素材として使用される各種の鋼板に要求される板厚や強度はますます高くなってきている。特に、近年では国際商取引が活発になり、海上輸送需要が増大していることから、商業用船舶はより大型化してきている。なかでもコンテナ船は10000TEU級(TEU:twenty-foot equivalent units)のものも運航されており、さらなる高強度化、厚肉化がコンテナ用の高強度厚肉鋼板に求められるようになってきた。このような高強度厚肉鋼板においては、使用時の力学的な拘束力も大きくなることから、板厚中心部の特性のさらなる向上が要求される傾向にある。しかしながら、板厚中心部の特性の向上は未だ十分に満足するに至っていない状況である。   In recent years, as the scale of various steel structures has increased, the thickness and strength required for various steel sheets used as the materials have been increasing. In particular, in recent years, international commercial transactions have become active, and the demand for maritime transportation has increased, so commercial ships have become larger. Among them, container ships of 10,000 TEU class (TEU: Twenty-foot equivalent units) are in operation, and higher strength and thicker steel plates have been required for high strength thick steel plates for containers. In such a high-strength thick steel plate, since the mechanical restraint force at the time of use also becomes large, there exists a tendency for the further improvement of the characteristic of a plate | board thickness center part to be requested | required. However, the improvement in the characteristics of the central portion of the plate thickness has not yet been fully satisfied.

あらゆる構造物において、脆性破壊は瞬時に構造物全体の崩壊をもたらし、甚大な被害が想定されることから、絶対に避けるべき破壊形態である。したがって、建造物は脆性破壊の発生を避けるべく設計がなされるものの、設計を上回る外力の作用や施工に起因する欠陥など、設計者の想定外の異常事態に起因して脆性破壊が発生してしまう場合も考慮する必要がある。一般に、脆性破壊が発生すると、極めて高速のき裂伝ぱにより脆性破壊が構造物全体に広がって構造物全体が破壊してしまう。   In all structures, brittle fracture instantly causes collapse of the entire structure and enormous damage is assumed. Therefore, although the building is designed to avoid the occurrence of brittle fracture, brittle fracture has occurred due to abnormal situations unexpected by the designer, such as the effects of external force exceeding the design and defects caused by construction. It is necessary to consider the case. In general, when a brittle fracture occurs, the brittle fracture spreads over the entire structure due to extremely high-speed crack propagation, and the entire structure is destroyed.

しかしながら、き裂伝ぱに対する抵抗性を著しく高めた鋼材は、伝ぱにより進展してきたき裂を停止させることができる特性を有する。この特性を一般的に「アレスト特性」と呼ぶ。アレスト特性を有した部材を適所に配した構造物は、脆性き裂の発生を避けるだけでなく、万が一脆性き裂が発生しても、伝ぱにより進展してきたき裂を停止させることができるので、脆性き裂の発生と伝ぱの段階で二重の安全性(ダブルインテグリティ)を有することになる。構造物の設計思想として極めて重要なものである。   However, a steel material that has remarkably enhanced resistance to crack propagation has the property of stopping cracks that have propagated due to propagation. This characteristic is generally called “arrest characteristic”. A structure with arrested members in place not only avoids the occurrence of brittle cracks, but even if a brittle crack occurs, it can stop the crack that has propagated due to propagation. It has double safety (double integrity) at the stage of initiation and propagation of brittle cracks. This is extremely important as the design concept of the structure.

例えば造船分野では、このダブルインテグリティに基づいた設計思想の下に船舶が建造される方向にある。しかしながら、上述したとおり、商業用船舶等の構造物の大型化に伴い使用鋼材の板厚はますます厚肉化しているので、材料的特性および力学的特性の両面において、厚肉鋼材の特性向上に対する要求はより苛酷なものとなってきている。   For example, in the shipbuilding field, there is a direction in which ships are built under a design philosophy based on this double integrity. However, as mentioned above, as the structure of commercial vessels and other structures grows in size, the thickness of the steel used is increasing, so the characteristics of the thick steel are improved both in terms of material characteristics and mechanical characteristics. The demand for is becoming more severe.

鋼材にアレスト特性を付与する方法として最も単純なものは、靭性を著しく向上させる元素であるNiを添加することである。Niの添加によるアレスト特性の改善効果は大きく、アレスト特性を向上させることができることが判っている。例えば、−165℃という極低温環境でダブルインテグリティを保証する鋼材としては、9%のNiを添加したいわゆる9%Ni鋼が一般的であり、日本工業規格(JIS)にも規定されている。   The simplest method for imparting arrest properties to a steel material is to add Ni, which is an element that significantly improves toughness. It has been found that the effect of improving the arrest characteristics by the addition of Ni is large, and the arrest characteristics can be improved. For example, as a steel material that guarantees double integrity in a cryogenic environment of -165 ° C., a so-called 9% Ni steel added with 9% Ni is generally used, and is also defined in Japanese Industrial Standards (JIS).

特許文献1には、圧延の際のAr点とAr点の間における圧下量(二相域圧延)を規定することにより、結晶粒の微細化及び破面上でのセパレーション発生を促し、もってアレスト特性を向上させる方法が開示されている。特許文献2および3には、表層組織を極細粒化することにより、脆性き裂伝ぱ時のシアリップ形成を促す鋼板の製造方法が開示されている。そして、特許文献4には、板厚中心部の組織分率と粒径を規定した厚肉鋼板およびその製造方法が開示されている。これらの方法によれば、Niなどの高価な元素に頼ることなく、アレスト特性を向上させることが可能である。 Patent Document 1 promotes the refinement of crystal grains and the occurrence of separation on the fracture surface by defining the amount of reduction (two-phase rolling) between the Ar 3 point and Ar 1 point during rolling. Thus, a method for improving the arrest characteristic is disclosed. Patent Documents 2 and 3 disclose a method of manufacturing a steel sheet that promotes shear lip formation when a brittle crack propagates by making the surface layer structure very fine. Patent Document 4 discloses a thick steel plate and a manufacturing method thereof in which the structure fraction and the particle size of the center portion of the plate thickness are defined. According to these methods, it is possible to improve arrest characteristics without relying on expensive elements such as Ni.

特開昭55−148746号公報JP 55-148746 A 特開平3−2322号公報JP-A-3-2322 特開平7−126798号公報JP 7-126798 A 特開2009−41083号公報JP 2009-41083 A

上述したとおり、Niによるアレスト特性の改善効果は大きく、アレスト特性を向上させることができる。しかしながら、Niは非常に高価な元素であり、Niを9%も添加するとなると、鋼材コストの高騰を引き起こすことになる。したがって、Ni添加によるアレスト特性の向上は、コスト面での問題が多い。   As described above, the effect of improving the arrest characteristics by Ni is large, and the arrest characteristics can be improved. However, Ni is a very expensive element, and if Ni is added as much as 9%, the steel material cost will rise. Therefore, improvement of arrest characteristics by adding Ni has many problems in terms of cost.

これに対して、特許文献1〜4に開示された発明によれば、Niなどの高価な元素を添加することなく、アレスト特性を向上させることが可能である。しかしながら、圧延方向に対して平行な方向(L方向)のアレスト特性と、圧延方向に対して垂直な方向(C方向)のアレスト特性は向上させることができるものの、圧延方向に対して45°角度の方向のアレスト特性は向上させることが困難である。構造物において、応力が負荷される方向は必ずしも一定とは限らないため、これらの方法でアレスト性を向上させても、その安全性は十分とは言えない。   On the other hand, according to the invention disclosed in Patent Documents 1 to 4, it is possible to improve the arrest characteristics without adding an expensive element such as Ni. However, although the arrest characteristics in the direction parallel to the rolling direction (L direction) and the arrest characteristics in the direction perpendicular to the rolling direction (C direction) can be improved, an angle of 45 ° with respect to the rolling direction. It is difficult to improve the arrest characteristics in the direction. In the structure, since the direction in which stress is applied is not always constant, even if the arrestability is improved by these methods, the safety is not sufficient.

このように、従来の鋼板は、圧延方向に対して45°の角度の方向のアレスト特性にまで配慮されていななかった。   Thus, the conventional steel sheet has not taken into consideration the arrest characteristics in the direction of an angle of 45 ° with respect to the rolling direction.

本発明は、このような状況に鑑み、圧延方向に対して45°の角度の方向のアレスト特性に優れた高強度厚肉鋼板を低コストで提供することを目的とする。特に、−10℃で6000N/mm1.5以上のアレスト特性を有し、引張強度TSが490MPa以上の高強度の厚肉鋼板を低コストで提供することを目的とする。 In view of such circumstances, an object of the present invention is to provide a high-strength thick steel plate excellent in arrest characteristics in a direction at an angle of 45 ° with respect to the rolling direction at a low cost. In particular, an object is to provide a high-strength thick steel plate having an arrest characteristic of 6000 N / mm 1.5 or more at −10 ° C. and a tensile strength TS of 490 MPa or more at low cost.

まず、本発明者らは、特にコンテナ船のコンテナ用の鋼板について、造船メーカーが製造するコンテナの構造設計から問題点を抽出する作業を行った。   First, the present inventors performed an operation for extracting problems from a structural design of a container manufactured by a shipbuilding manufacturer, particularly for a steel plate for a container of a container ship.

図1に、コンテナ船に搭載されるコンテナの断面を模式的に示す。このコンテナは、アッパーデッキ(上甲板)に、貨物の積み下ろしのための大きな開口部(ハッチ口)を有する。ハッチ口にはハッチサイドコーミングが設けられる。ハッチサイドコーミングとは、ハッチ口を囲むように立設された部位であり、波浪による海水の流入を防止し、ハッチカバーを支持する役割を果たす。   FIG. 1 schematically shows a cross section of a container mounted on a container ship. This container has a large opening (hatch opening) for loading and unloading cargo on the upper deck (upper deck). The hatch mouth is provided with hatch side combing. Hatch side combing is a part erected so as to surround the hatch mouth, and prevents the inflow of seawater due to waves and supports the hatch cover.

このコンテナはハッチ口を有する構造体からなるため、強度を確保しにくい。船体が波浪等により大きな曲げモーメント、特に縦曲げのモーメントを受けるので、コンテナは損傷を受けやすい。特に、ハッチ口に近いハッチサイドコーミングは最も大きなモーメントを受けやすい。このため、従来はハッチサイドコーミングに用いる鋼板の高強度化・肉厚化を図ることにより損傷を防止している。しかし、鋼板の高強度化・肉厚化を図るにしても、それには一定の限界がある。   Since this container is made of a structure having a hatch opening, it is difficult to ensure strength. Since the hull receives a large bending moment, especially a longitudinal bending moment, due to waves and the like, the container is easily damaged. In particular, hatch side combing close to the hatch mouth is subject to the largest moment. For this reason, conventionally, damage is prevented by increasing the strength and thickness of the steel sheet used for hatch side combing. However, there are certain limits to increasing the strength and thickness of the steel sheet.

これに対して、コンテナの構造設計の観点から破損防止することも考えられている。すなわち、コンテナ、特にハッチサイドコーミングでは溶接線でき裂が発生しやすく、そして、溶接線に沿ってき裂が伝ぱしやすい。このため、溶接線の位置をずらして鋼板を溶接することで、発生したき裂の伝ぱを溶接線の端部で停止させ、それ以上の破損を防止する構造設計がなされている(図2参照)。   On the other hand, it is also considered to prevent damage from the viewpoint of the structural design of the container. That is, in a container, particularly hatch side combing, a crack is likely to occur in the weld line, and the crack is likely to propagate along the weld line. For this reason, a structural design is made in which the propagation of the generated crack is stopped at the end of the weld line by shifting the position of the weld line and the steel plate is welded (see FIG. 2). ).

前述のように、圧延方向に対して平行な方向(L方向)および垂直な方向(C方向)のアレスト特性に優れた鋼板は、通常、L方向とC方向は、それぞれ、溶接線の垂直方向と水平方向に一致するように、ハッチサイドコーミングやコンテナ自体の鋼板として使用される。しかしながら、溶接線の端部でき裂の伝ぱが一時停止したとしても、その端部を起点としてさらにき裂が進展する場合もある。このように、溶接線の端部を起点としてさらにき裂が進展する場合、必ずしも溶接線の端部から溶接線に対して垂直方向にまたは水平方向だけにき裂が進展するわけではない。したがって、溶接線の端部を起点として、さらにき裂が進展する場合、そのき裂は溶接線に対して垂直方向にまたは水平方向には進行しにくいが、L方向およびC方向に対して45°の角度の方向にはき裂進展しやすい。よって、45°の角度の方向のアレスト性も必要とされることが判明した。   As described above, a steel plate having excellent arrest characteristics in a direction parallel to the rolling direction (L direction) and a direction perpendicular to the rolling direction (C direction) is usually in the L direction and the C direction, respectively. It is used as a steel plate for hatch side combing or the container itself so as to coincide with the horizontal direction. However, even if the propagation of the crack is temporarily stopped at the end of the weld line, the crack may further develop from the end. Thus, when a crack further propagates starting from the end of the weld line, the crack does not necessarily propagate from the end of the weld line in the vertical direction or only in the horizontal direction with respect to the weld line. Therefore, when a crack further propagates starting from the end of the weld line, the crack hardly propagates in the vertical direction or the horizontal direction with respect to the weld line, but 45 in the L direction and the C direction. Cracks tend to propagate in the direction of the angle of °. Therefore, it has been found that arrestability in the direction of an angle of 45 ° is also required.

そこで、本発明者らは、上記の課題を解決するために、種々の検討と実験を行った結果、次の(a)〜(h)に示す知見を得た。   Therefore, the present inventors have conducted various studies and experiments in order to solve the above problems, and as a result, have obtained the knowledge shown in the following (a) to (h).

(a) アレスト特性を有する厚肉鋼板を低コストで提供するためには、高価な合金元素を添加することは避けるべきである。   (a) In order to provide a thick steel plate having arrest properties at a low cost, the addition of expensive alloy elements should be avoided.

(b)圧延方向に対して45°の角度の方向のアレスト特性を向上させるには、鋼板の結晶面の方位を一定の範囲内とするのがよい。具体的には、鋼板の板厚中心部(以下、「(1/2)t部」ともいう。)と鋼板の表面から1/4の板厚部(以下、「(1/4)t部」ともいう。)における、45゜の角度の方向の(321)、(211)、(110)面のX強度比の和の平均値を3.3以下とするのがよい。α鉄において、(321)、(211)、(110)面は代表的な劈開面であり、これらの面のX線強度比が低い場合には45°の角度の方向のアレスト性が優れる。   (b) In order to improve the arrest characteristic in a direction at an angle of 45 ° with respect to the rolling direction, the orientation of the crystal plane of the steel sheet is preferably within a certain range. Specifically, the plate thickness center part of the steel plate (hereinafter also referred to as “(1/2) t part”) and the thickness part of the steel plate that is 1/4 (hereinafter referred to as “(1/4) t part”). The average value of the sum of the X intensity ratios of the (321), (211), and (110) planes in the direction of an angle of 45 ° is preferably 3.3 or less. In (alpha) iron, (321), (211), (110) plane is a typical cleavage plane, and when the X-ray intensity ratio of these planes is low, the arrestability in an angle direction of 45 ° is excellent.

(c) 厚肉鋼板に45°の角度の方向のアレスト特性を付与するためには、未再結晶域の圧下による細粒化効果を利用するTMCP法(Thermo-Mechanical Controlled Process)を適用することが考えられる。しかしながら、通常のTMCP法を適用した厚肉鋼板では、未再結晶域の圧下による細粒化効果が板厚中心部まで浸透しないため、厚肉鋼板の(1/2)t部の組織サイズは粗大化する傾向にあり、板厚中心部のシャルピー衝撃特性が、厚肉鋼板の(1/4)t部または表層部分のシャルピー衝撃特性よりも悪化する傾向が顕著となる。また、板厚中心部は加工の浸透度が低いこともあり、上部ベイナイト組織が主体となる。一般に、上部ベイナイト組織は細粒フェライト組織に比べて、ラス間の硬質組織(MA)の影響により靭性が低下する。このように、これまで汎用的に実施されているTMCPの範囲内では、TMCP条件を種々調整しても、板厚中心部の組織の靭性不足により、アレスト特性は4000N/mm1.5程度に留まり、目標には到底及ばない。したがって、汎用的なTMCP条件に留まらず、より広範囲のTMCP条件で実験を行う必要がある。 (c) Applying the TMCP method (Thermo-Mechanical Controlled Process), which utilizes the effect of grain refinement due to the reduction of the unrecrystallized region, in order to give the thick steel plate an arrest property in the direction of an angle of 45 °. Can be considered. However, in the thick steel plate to which the normal TMCP method is applied, the grain size reduction effect due to the reduction in the non-recrystallized region does not penetrate to the center of the plate thickness, so the structure size of the (1/2) t part of the thick steel plate is There is a tendency to be coarser, and the Charpy impact characteristics at the center of the plate thickness tend to be worse than the Charpy impact characteristics at the (1/4) t portion or the surface layer portion of the thick steel plate. Further, the central part of the plate thickness may have a low processing penetration, and the upper bainite structure is mainly used. In general, the upper bainite structure has lower toughness due to the influence of the hard structure (MA) between the laths than the fine-grained ferrite structure. As described above, within the range of TMCP that has been widely used so far, even if the TMCP conditions are variously adjusted, the arrest characteristic is about 4000 N / mm 1.5 due to insufficient toughness of the structure at the center of the plate thickness. It stays and does not reach the target. Therefore, it is necessary to conduct experiments not only in general-purpose TMCP conditions but also in a wider range of TMCP conditions.

(d) そこで、本発明者らは汎用的なTMCP条件を逸脱して、より広範囲のTMCP条件で種々の実験を行った結果、高強度厚肉鋼板の目標強度である490MPa以上の引張強度TSを実現するためには、適切な焼入れ性を有した化学成分にコントロールすることが必要であることと、そして、その焼入れ性の指標としては次の(1)式で示される炭素当量Ceqを用いることができることを見出すとともに、その炭素当量Ceqを0.32〜0.40とする必要があることを見出した。
Ceq=C+Mn/6+Cu/15+Ni/15+Cr/5+Mo/5+V/5・・・(1)
ここで、式中の、C、Mn、Cu、Ni、Cr、MoおよびVは、それぞれの元素の含有量(質量%)を意味する。
(d) Therefore, the present inventors deviated from general-purpose TMCP conditions and conducted various experiments under a wider range of TMCP conditions. As a result, the tensile strength TS of 490 MPa or more, which is the target strength of a high-strength thick steel plate. In order to realize the above, it is necessary to control to a chemical component having an appropriate hardenability, and the carbon equivalent Ceq represented by the following formula (1) is used as an index of the hardenability. And found that the carbon equivalent Ceq needs to be 0.32 to 0.40.
Ceq = C + Mn / 6 + Cu / 15 + Ni / 15 + Cr / 5 + Mo / 5 + V / 5 (1)
Here, C, Mn, Cu, Ni, Cr, Mo and V in the formula mean the content (% by mass) of each element.

(e) そして、肉厚鋼板の素材である鋼塊の加熱条件のコントロールは極めて有効である。特に鋼塊の加熱温度を一定温度未満にしないと、結晶粒径の粗大化が進んでしまう。さらに、加熱温度と加熱時間を一定範囲内の値とすることで、低温化又は短時間化を図るとともに、圧延後の変態時にフェライト変態を起こさせ、もって初期γ粒径を細粒にすることができることを見出した。   (e) And the control of the heating conditions of the steel ingot, which is the material of the thick steel plate, is extremely effective. In particular, if the heating temperature of the steel ingot is not made lower than a certain temperature, the crystal grain size is increased. Furthermore, by setting the heating temperature and the heating time to values within a certain range, the temperature is lowered or shortened, and ferrite transformation is caused at the transformation after rolling, thereby making the initial γ grain size fine. I found out that I can.

具体的には、肉厚鋼板の素材である鋼塊の加熱工程においては、鋼塊の加熱温度Tr(℃)と加熱時間t(hr)が次の(2)式および(3)式の両方を満足するように、鋼塊を加熱することによって、低温化と短時間化を図ることが好ましい。
Tr<1050 ・・・・・・(2)
400≦t×exp(Tr/270000000)≦550 ・・・・・(3)
ここで、tは鋼塊の加熱時間(hr)を、そして、Trは加熱温度(℃)を、それぞれ表す。
Specifically, in the heating process of the steel ingot that is the material of the thick steel plate, the heating temperature Tr (° C.) and the heating time t (hr) of the steel ingot are both the following formulas (2) and (3). It is preferable to lower the temperature and shorten the time by heating the steel ingot so as to satisfy the above.
Tr <1050 (2)
400 ≦ t × exp (Tr 3 /270000000) ≦ 550 ····· (3)
Here, t represents the heating time (hr) of the steel ingot, and Tr represents the heating temperature (° C.).

なお、「鋼塊」とは、圧延、鍛造、押し出しなどの各工程に供給される素材のことであり、連続鋳造で製造され、分塊工程を省略して次の工程に供給される鋳片(連鋳鋼片)も含んでいる。   The “steel ingot” is a material that is supplied to each process such as rolling, forging, and extrusion, and is a slab that is manufactured by continuous casting and supplied to the next process by omitting the ingot process. (Continuous cast steel pieces) are also included.

(f) 次に、圧延後に得られる肉厚鋼板の板厚中心部のフェライト組織分率が80%以上、かつ板厚中心部の有効結晶粒径が25μm以下とすることが、高強度厚肉鋼板の靱性の向上にとって有効であることを見出した。ここで、「有効結晶粒径」とは、EBSP(Electron Backscatter Diffraction Pattern:電子線後方散乱パターン)法により評価した場合の方位差15°以上の組織境界で囲まれる部分の結晶粒径を意味する。   (f) Next, the ferrite structure fraction in the central part of the thickness of the thick steel sheet obtained after rolling is 80% or more, and the effective crystal grain size in the central part of the thickness is 25 μm or less. It was found to be effective for improving the toughness of the steel sheet. Here, the “effective crystal grain size” means a crystal grain size of a portion surrounded by a tissue boundary having an orientation difference of 15 ° or more when evaluated by an EBSP (Electron Backscatter Diffraction Pattern) method. .

このように、圧延後に得られる肉厚鋼板を、その板厚中心部において、フェライト組織分率を80%以上かつ有効結晶粒径を25μm以下とするためには、圧延温度の低温化が有効であり、調整板厚と、圧延温度および仕上圧延温度のコントロールが有効である。調整板厚を増加し、温度を低温化することにより、変態前のγ中の転位密度を上昇させることができるからである。   Thus, in order to make the thick steel plate obtained after rolling have a ferrite structure fraction of 80% or more and an effective crystal grain size of 25 μm or less at the center of the plate thickness, it is effective to lower the rolling temperature. Yes, it is effective to control the adjustment plate thickness, rolling temperature, and finish rolling temperature. This is because the dislocation density in γ before transformation can be increased by increasing the adjustment plate thickness and lowering the temperature.

例えば、圧延工程においては、圧延途中の任意の厚みA(mm)における圧延温度B(℃)と、最終圧延により最終の厚肉鋼の板厚G(mm)に仕上げる際の仕上圧延温度C(℃)が、次の(3)式、(4)式、(5)式および(6)式を満足するように圧延を行う。
A−3.5G≦0 ・・・・・・(4)
A−1.5G≧0 ・・・・・・(5)
C−670−G≦0 ・・・・・・(6)
B−C−20−1400/G≦0 ・・・・・・(7)
ここで、Aは圧延途中の任意の厚み(mm)を、BはAにおける圧延温度(℃)を、Cは仕上圧延温度(℃)を、そして、Gは最終の厚肉鋼の板厚(mm)を、それぞれ表す。
For example, in the rolling step, the rolling temperature B (° C.) at an arbitrary thickness A (mm) during rolling and the finish rolling temperature C (when finishing to the final thick steel plate thickness G (mm) by final rolling ( Is rolled so that the following equation (3), (4), (5) and (6) are satisfied.
A-3.5G ≦ 0 (4)
A-1.5G ≧ 0 (5)
C-670-G ≦ 0 (6)
BC-20-1400 / G ≦ 0 (7)
Here, A is an arbitrary thickness (mm) during rolling, B is a rolling temperature (° C.) in A, C is a finish rolling temperature (° C.), and G is a thickness of the final thick steel ( mm) respectively.

(h) なお、冷却後にAc点以下の温度で焼戻すと、ベイナイト組織中の硬化組織が一部無害化する効果を有する場合があるので、必要に応じて実施することができる。 (h) If tempering is performed at a temperature of Ac 1 point or less after cooling, the hardened structure in the bainite structure may be partially detoxified, and therefore, it can be carried out as necessary.

このような製造方法により、上述のような結晶方位が得られる。このような結晶方位が得られる理由は必ずしも明確ではないが、本発明鋼では、製造時におけるオーステナイト、フェライト変態時の核生成サイトが多いため、前述のように微細なフェライト主体の組織となる。この結果、オーステナイトの方位を引継ぎ、変態時に集合組織を形成し易いベイナイト組織の比率が低くなるため、結晶方位がランダム化され、これにより一般的に最もアレスト特性が劣位にある45°の角度の方向においてもアレスト特性の劣化が少ないものと思われる。   By such a manufacturing method, the crystal orientation as described above can be obtained. The reason why such a crystal orientation can be obtained is not necessarily clear, but in the steel of the present invention, since there are many nucleation sites at the time of austenite and ferrite transformation at the time of manufacture, the structure is mainly composed of fine ferrite as described above. As a result, the austenite orientation is inherited, and the ratio of the bainite structure, which is easy to form a texture at the time of transformation, is low, so that the crystal orientation is randomized. There seems to be little degradation of arrest characteristics in the direction.

(i) このように、板厚中心部((1/2)t部)でフェライト組織の微細化を確保した鋼板は厚肉にもかかわらず、圧延方向に対し45°の角度の方向に極めて良好なアレスト特性を示し、十分に目標特性に到達する。ただし、加熱圧延条件が不適切で板厚中心部の組織サイズが粗大化しているものは、フェライト分率が高い場合でも靭性は悪くなる場合がある。   (i) As described above, the steel sheet in which the ferrite structure is refined at the center of the plate thickness ((1/2) t part) is extremely thick in the direction of an angle of 45 ° with respect to the rolling direction, despite being thick. It shows good arrest characteristics and fully reaches the target characteristics. However, when the heating and rolling conditions are inappropriate and the structure size at the center of the plate thickness is coarse, the toughness may deteriorate even when the ferrite fraction is high.

本発明に係るアレスト特性に優れた高強度厚肉鋼板は、このような知見に基づいて完成したものであり、下記の(1)〜(6)に示すアレスト特性に優れた高強度厚肉鋼板をその要旨とする。以下、それぞれ、本発明(1)〜本発明(6)という。本発明(1)〜本発明(6)を総称して、本発明ということがある。   The high-strength thick steel plate excellent in arrest properties according to the present invention is completed based on such knowledge, and the high-strength thick steel plate excellent in arrest properties shown in the following (1) to (6) Is the gist. Hereinafter, the present invention (1) to the present invention (6), respectively. The present invention (1) to the present invention (6) may be collectively referred to as the present invention.

(1) 質量%で、C:0.01〜0.12%、Si:0.5%以下、Mn:0.4〜2.0%、P:0.05%以下、S:0.008%以下、Al:0.002〜0.05%、N:0.01%以下、Nb:0.003〜0.1%を含有し、残部Feおよび不可避不純物からなる化学組成を有する鋼板であって、次の(1)式で示される炭素当量Ceqが0.32〜0.40%であり、板厚の(1/2)t部のフェライト組織分率が80%以上であり、かつ板厚の(1/2)t部の有効結晶粒径が25μm以下であり、45゜の角度の方向の(321)、(211)、(110)面のX線強度比の和の板厚の(1/2)t部と(1/4)t部での平均値が3.3以下であることを特徴とするアレスト特性に優れた高強度厚肉鋼板。
Ceq=C+Mn/6+Cu/15+Ni/15+Cr/5+Mo/5+V/5・・・(1)
ここで、式中の、C、Mn、Cu、Ni、Cr、MoおよびVは、それぞれの元素の含有量(質量%)を意味する。
(1) By mass%, C: 0.01 to 0.12%, Si: 0.5% or less, Mn: 0.4 to 2.0%, P: 0.05% or less, S: 0.008 % Or less, Al: 0.002 to 0.05%, N: 0.01% or less, Nb: 0.003 to 0.1%, and a steel plate having a chemical composition composed of the remaining Fe and inevitable impurities. The carbon equivalent Ceq represented by the following formula (1) is 0.32 to 0.40%, the ferrite structure fraction of the (1/2) t part of the plate thickness is 80% or more, and the plate The effective crystal grain size of the (1/2) t part of the thickness is 25 μm or less, and the thickness of the sum of the X-ray intensity ratios of the (321), (211), (110) planes in the direction of 45 ° A high-strength thick steel plate excellent in arrest characteristics, characterized in that an average value in a (1/2) t part and a (1/4) t part is 3.3 or less.
Ceq = C + Mn / 6 + Cu / 15 + Ni / 15 + Cr / 5 + Mo / 5 + V / 5 (1)
Here, C, Mn, Cu, Ni, Cr, Mo and V in the formula mean the content (% by mass) of each element.

(2) 質量%で、さらに、Ni:1.0%以下を含有することを特徴とする、上記(1)のアレスト特性に優れた高強度厚肉鋼板。   (2) The high-strength thick steel plate having excellent arrest characteristics as described in (1) above, further containing Ni: 1.0% or less by mass%.

(3) 質量%で、さらに、Cu:2.0%以下およびCr:1.0%以下の元素のうち1種又は2種を含有することを特徴とする、上記(1)または(2)のアレスト特性に優れた高強度厚肉鋼板。   (3) The above (1) or (2), characterized in that it further contains one or two elements out of elements of Cu: 2.0% or less and Cr: 1.0% or less by mass%. High strength thick steel plate with excellent arrest properties.

(4) 質量%で、さらに、Mo:0.5%以下、V:0.1%以下およびB:0.005%以下の元素のうち1種又は2種以上を含有することを特徴とする、上記(1)〜(3)のいずれかのアレスト特性に優れた高強度厚肉鋼板。   (4) It is characterized by containing one or more elements out of elements of Mo: 0.5% or less, V: 0.1% or less, and B: 0.005% or less. A high-strength thick steel plate excellent in the arrest characteristics of any one of (1) to (3) above.

(5) 質量%で、さらに、Ti:0.1%以下を含有することを特徴とする、上記(1)〜(4)のいずれかのアレスト特性に優れた高強度厚肉鋼板。   (5) A high-strength thick steel plate excellent in arrest properties according to any one of (1) to (4), characterized by containing, by mass%, Ti: 0.1% or less.

(6) 質量%で、さらに、Ca:0.004%以下、Mg:0.002%以下およびREM:0.002%以下の元素のうち1種又は2種以上を含有することを特徴とする、上記(1)〜(5)のいずれかのアレスト特性に優れた高強度厚肉鋼板。   (6) It is characterized by further containing one or more elements out of elements of Ca: 0.004% or less, Mg: 0.002% or less, and REM: 0.002% or less. A high-strength thick steel plate excellent in the arrest characteristics of any one of (1) to (5) above.

本発明によれば、圧延方向に対して45°の角度の方向のアレスト特性に優れた高強度厚肉鋼板を低コストで提供することができる。特に、−10℃で6000N/mm1.5以上のアレスト特性を有し、引張強度TSが490MPa以上の高強度の厚肉鋼板を低コストで提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the high intensity | strength thick steel plate excellent in the arrest characteristic of the direction of an angle of 45 degrees with respect to a rolling direction can be provided at low cost. In particular, a high-strength thick steel plate having an arrest characteristic of 6000 N / mm 1.5 or more at −10 ° C. and a tensile strength TS of 490 MPa or more can be provided at low cost.

コンテナ船に搭載されるコンテナの断面を模式的に示す。A cross section of a container mounted on a container ship is schematically shown. 発生したき裂の伝ぱを溶接線の端部で停止させ、それ以上の破損を防止する構造設計を示す。A structural design that stops the propagation of the generated crack at the end of the weld line and prevents further damage is shown.

以下に、本発明の各要件について詳しく説明する。ここで、化学組成を表す「%」は、特に断らない限り、「質量%」を意味する。   Below, each requirement of this invention is demonstrated in detail. Here, “%” representing the chemical composition means “mass%” unless otherwise specified.

(A)化学組成について
C:0.01〜0.12%
Cは、強度確保のために必要な元素である。そして、実用的な強度を有する鋼とするためには、0.01%以上を含有させる必要がある。しかしながら、その含有量が0.12%を超えると、ベイナイト変態領域の靭性劣化が顕著化するとともに、溶接熱影響部の靭性も損ねる。したがって、Cの含有量は0.01〜0.12%とする。強度とアレスト特性のバランスの点から、Cの含有量の好ましい範囲は0.03〜0.10%である
Si:0.5%以下
Siは、精錬段階での脱酸に必要な元素であるとともに強度上昇に寄与する元素である。しかしながら、Siの含有量が0.5%を超えると、溶接熱影響部における島状マルテンサイトの生成を助長して靭性に悪影響を及ぼす。したがって、Siの含有量を0.5%以下とする必要がある。Siの含有量は、好ましくは0.3%以下である。なお、Siの効果を安定的に発現させるためには、Siを0.03%以上含有させるのが好ましい。
(A) Chemical composition C: 0.01 to 0.12%
C is an element necessary for ensuring strength. And in order to make steel with practical strength, it is necessary to contain 0.01% or more. However, if its content exceeds 0.12%, the toughness deterioration of the bainite transformation region becomes remarkable and the toughness of the weld heat affected zone is also impaired. Therefore, the C content is set to 0.01 to 0.12%. From the point of balance between strength and arrest properties, the preferred range of C content is 0.03 to 0.10% Si: 0.5% or less Si is an element necessary for deoxidation in the refining stage At the same time, it is an element that contributes to an increase in strength. However, if the Si content exceeds 0.5%, the formation of island martensite in the weld heat affected zone is promoted, which adversely affects toughness. Therefore, the Si content needs to be 0.5% or less. The Si content is preferably 0.3% or less. In order to stably express the effect of Si, it is preferable to contain 0.03% or more of Si.

Mn:0.4〜2.0%
Mnは、強度確保のための必要な元素である。そして、実用的な強度を有する鋼とするためには、0.4%以上を含有させる必要がある。しかしながら、2.0%を超えると溶接熱影響部の靭性が大幅に劣化する。したがって、Mnの含有量の上限は2.0%とする。Mnの含有量の好ましい上限は1.6%である。なお、Mnによる強度確保を安定的に得るためには、0.4%以上含有させるのが好ましい。より好ましい含有量は0.6%以上である。
Mn: 0.4 to 2.0%
Mn is an element necessary for ensuring strength. And in order to make steel with practical strength, it is necessary to contain 0.4% or more. However, if it exceeds 2.0%, the toughness of the weld heat affected zone is greatly deteriorated. Therefore, the upper limit of the Mn content is 2.0%. A preferable upper limit of the Mn content is 1.6%. In order to stably obtain the strength by Mn, it is preferable to contain 0.4% or more. A more preferable content is 0.6% or more.

P:0.05%以下
Pは、不純物として存在し、溶接熱影響部における粒界割れの原因となる。Pの含有量が0.05%を超えると、溶接熱影響部における粒界割れの発生が著しくなることから、P含有量の上限を0.05%とする必要がある。なお、その混入量はできるだけ低くするのが好ましく、アレスト特性を安定的に得るためには、Pの含有量を0.03%以下とするのが好ましい。
P: 0.05% or less P is present as an impurity and causes grain boundary cracking in the weld heat affected zone. If the P content exceeds 0.05%, the occurrence of intergranular cracks in the weld heat affected zone becomes significant, so the upper limit of the P content needs to be 0.05%. In addition, it is preferable to make the mixing amount as low as possible, and in order to obtain the arrest characteristics stably, the P content is preferably 0.03% or less.

S:0.008%以下
Sは、不純物として存在し、脆性破壊の基点となるMnSを形成して、アレスト特性を損なう元素である。Sの含有量が0.008%を超えると、アレスト特性が顕著に劣化するため、不純物元素とてのS含有量の上限を0.008%とする必要がある。なお、その混入量はできるだけ低くするのが好ましく、アレスト特性を安定的に得るためには、Sの含有量を0.003%以下とするのが好ましい。
S: 0.008% or less S is an element which is present as an impurity and forms MnS which becomes a base point of brittle fracture and impairs arrest properties. If the S content exceeds 0.008%, the arrest characteristics are remarkably deteriorated, so the upper limit of the S content as an impurity element needs to be 0.008%. In addition, it is preferable to make the mixing amount as low as possible, and in order to obtain the arrest characteristics stably, the S content is preferably 0.003% or less.

Al:0.002〜0.05%
Alは鋼の脱酸に必要な元素である。本発明に係る鋼材の場合、脱酸にはAlは0.002%以上の含有量が必要である。しかし、その含有量が0.05%を超えると析出物の増加を通じてアレスト特性の劣化が顕著化する。したがってAlの含有量は0.002〜0.05%とする。好ましくは0.002〜0.04%である。
Al: 0.002 to 0.05%
Al is an element necessary for deoxidation of steel. In the case of the steel material according to the present invention, Al content of 0.002% or more is necessary for deoxidation. However, when the content exceeds 0.05%, the deterioration of arrest properties becomes remarkable through the increase of precipitates. Therefore, the Al content is 0.002 to 0.05%. Preferably it is 0.002 to 0.04%.

N:0.01%以下
Nは、不純物として存在し、析出物を形成することで靭性劣化をもたらす元素である。Nの含有量が0.01%を超えるとアレスト特性の劣化が顕著化するため、Nの含有量は0.01%以下とする必要がある。なお、低温靭性確保のためには低い方が良く、好ましくは0.006%以下である。
N: 0.01% or less N is an element which exists as an impurity and causes toughness deterioration by forming precipitates. When the content of N exceeds 0.01%, the deterioration of arrest characteristics becomes remarkable, so the content of N needs to be 0.01% or less. In addition, in order to ensure low temperature toughness, the lower one is good, and preferably 0.006% or less.

Nb:0.003〜0.1%
Nbは、組織の微細化、焼入れ性の向上及び析出硬化による強度上昇に有効な元素であり、特に未再結晶域の拡大効果が大きいことから、TMCP法を適用する鋼材には必要な元素である。この効果を発揮させるためには、Nbを0.003%以上含有させる必要がある。しかし、その含有量が0.1%を超えると、析出物の増加により却って靭性の劣化をもたらす。したがって、Nbの含有量を0.003〜0.1%とする。好ましくは0.003〜0.04%である。
Nb: 0.003 to 0.1%
Nb is an element effective for refining the structure, improving hardenability, and increasing the strength by precipitation hardening. Particularly, Nb is a necessary element for steel materials to which the TMCP method is applied because it has a large effect of expanding the non-recrystallized region. is there. In order to exert this effect, it is necessary to contain 0.003% or more of Nb. However, when the content exceeds 0.1%, the increase in precipitates causes toughness deterioration. Therefore, the Nb content is set to 0.003 to 0.1%. Preferably it is 0.003 to 0.04%.

本発明に係る厚肉鋼板は、上記の化学組成を有し、残部がFeおよび不純物からなる。ここで、不純物とは、厚肉鋼板を工業的に製造する際に鉱石やスクラップ等のような原料をはじめとして製造工程の種々の要因によって混入する成分であって、本発明に悪影響を与えない範囲で許容されるものを意味する。   The thick steel plate according to the present invention has the above-described chemical composition, with the balance being Fe and impurities. Here, an impurity is a component that is mixed due to various factors in the manufacturing process including raw materials such as ore and scrap when industrially manufacturing a thick steel plate, and does not adversely affect the present invention. It means what is allowed in the range.

本発明に係る厚肉鋼板は、次のとおり、上記の元素の他に、Ni、Cu、Cr、Mo、V、B、Ti、Ca、MgおよびREMのうち、少なくとも1種を含有させてもよい。   The thick steel plate according to the present invention may contain at least one of Ni, Cu, Cr, Mo, V, B, Ti, Ca, Mg and REM in addition to the above elements as follows. Good.

Ni:1.0%以下
Ni、必要に応じて含有させることができる。Niを含有させると、鋼板のアレスト特性を向上させることができる。しかしながら、Niの含有はコストアップ要因となるため、その含有量を1.0%以下とする。好ましくは0.6%以下である。なお、Niによるアレスト特性向上効果を安定的に発現させるためには、Niを0.03%以上含有させることが好ましい。
Ni: 1.0% or less Ni can be contained as required. When Ni is contained, the arrest characteristics of the steel sheet can be improved. However, since the Ni content causes a cost increase, the content is made 1.0% or less. Preferably it is 0.6% or less. In order to stably express the effect of improving arrest properties by Ni, it is preferable to contain Ni by 0.03% or more.

Cu:2.0%以下
Cuは、必要に応じて含有させることができる。Cuを含有させると、靭性を劣化させずに強度を向上させることができる。しかしながら、その含有量が2.0%を超えると、却って析出物増加によりアレスト特性の劣化をきたし、更に、熱間での加工の際、表面に微小な割れを発生させるので、その含有量の上限は2.0%とする。Cuの好ましい上限は1.0%である。なお、Cuによる強度向上効果を安定的に発現させるためには、Cuを0.03%以上含有させることが好ましい。
Cu: 2.0% or less Cu can be contained as necessary. When Cu is contained, the strength can be improved without deteriorating toughness. However, if the content exceeds 2.0%, the arrest properties are deteriorated due to an increase in precipitates, and further, micro cracks are generated on the surface during hot processing. The upper limit is 2.0%. A preferable upper limit of Cu is 1.0%. In order to stably develop the strength improvement effect by Cu, it is preferable to contain 0.03% or more of Cu.

Cr:1.0%以下
Crは、必要に応じて含有させることができる。Crを含有させると、強度を上昇させることができる。しかしながら、その含有量が1%を超えると、却って靭性の劣化をきたし、更に、溶接熱影響部に硬化した組織を形成し靭性を劣化させるので、その含有量の上限は1%とする。Crの好ましい上限は0.6%である。なお、Crによる強度向上効果を安定的に発現させるためには、Crを0.05%以上含有させることが好ましい。
Cr: 1.0% or less Cr can be contained as necessary. When Cr is contained, the strength can be increased. However, if the content exceeds 1%, the toughness is deteriorated, and further, a hardened structure is formed in the weld heat affected zone and the toughness is deteriorated. Therefore, the upper limit of the content is set to 1%. A preferable upper limit of Cr is 0.6%. In order to stably develop the strength improvement effect by Cr, it is preferable to contain 0.05% or more of Cr.

Mo:0.5%以下
Moは、必要に応じて含有させることができる。Moを含有させると、焼入れ性を高め、強度を向上させることができる。しかしながら、Moの含有はコストアップ要因となり、また、その含有量が0.5%を超えると、却って溶接熱影響部の靭性を劣化させるので、その含有量の上限は0.5%とする。Moの好ましい上限は0.3%である。なお、Moによる焼入性と強度の向上効果を安定的に発現させるためには、Moを0.02%以上含有させることが好ましい。
Mo: 0.5% or less Mo can be contained as necessary. When Mo is contained, the hardenability can be improved and the strength can be improved. However, the content of Mo becomes a cost increase factor, and if the content exceeds 0.5%, the toughness of the weld heat affected zone is deteriorated, so the upper limit of the content is 0.5%. A preferable upper limit of Mo is 0.3%. In order to stably develop the hardenability and strength improvement effect of Mo, it is preferable to contain 0.02% or more of Mo.

V:0.1%以下
Vは、必要に応じて含有させることができる。Vを含有させると、焼入れ性の向上及び析出硬化による強度の向上に有効となる。しかしながら、Vの含有量が0.1%を超えると、却って靭性の著しい劣化をもたらすので、その含有量の上限は0.1%とする。Vの好ましい上限は0.06%である。なお、Vによる焼入性と強度の向上効果を安定的に発現させるためには、Vを0.003%以上含有させることが好ましい。
V: 0.1% or less V can be contained as necessary. Inclusion of V is effective for improving hardenability and improving strength by precipitation hardening. However, if the V content exceeds 0.1%, the toughness is significantly deteriorated. Therefore, the upper limit of the content is set to 0.1%. A preferable upper limit of V is 0.06%. In order to stably develop the hardenability and strength improvement effect by V, it is preferable to contain V by 0.003% or more.

B:0.005%以下
Bは、必要に応じて含有させることができる。Bを含有させると、オーステナイト粒界からのフェライト変態を抑制して焼入れ性を向上させ、強度を高めることができる。しかしながら、Bの含有量が0.005%を超えると靭性が劣化するので、その含有量の上限は0.005%以下とする。Bの好ましい上限は0.0015%である。なお、Bによる焼入性および強度の向上効果を安定的に発現させるためには、Bを0.0003%以上含有させることが好ましい。さらに、本発明においては板厚中心部部のフェライト量を確保することが必要であるので、Bを含有させるときは、炭素当量で示される焼入れ性とのバランスを十分考慮することが重要となる。
B: 0.005% or less B can be contained if necessary. When B is contained, the ferrite transformation from the austenite grain boundary is suppressed, the hardenability is improved, and the strength can be increased. However, since the toughness deteriorates when the B content exceeds 0.005%, the upper limit of the content is set to 0.005% or less. A preferable upper limit of B is 0.0015%. In order to stably express the effect of improving hardenability and strength by B, it is preferable to contain B by 0.0003% or more. Furthermore, in the present invention, since it is necessary to ensure the ferrite content in the central portion of the plate thickness, when B is contained, it is important to fully consider the balance with the hardenability indicated by the carbon equivalent. .

Ti:0.1%以下
Tiは、必要に応じて含有させることができる。Tiを含有させると、酸化物粒子の構成元素として有効となり、また高温延性を高めて連続鋳造で製造される鋼塊のひび割れを防止するのに有効となる。しかしながら、Tiの含有量が0.1%を超えると、TiCを生成し、靭性を劣化させるので、その含有量の上限は0.1%とする。Tiの好ましい上限は0.04%である。なお、Tiによるこれらの効果を安定的に発現させるためには、Tiを0.003%以上含有させることが好ましい。
Ti: 0.1% or less Ti can be contained as necessary. When Ti is contained, it is effective as a constituent element of the oxide particles, and it is effective for preventing cracking of a steel ingot manufactured by continuous casting by increasing high temperature ductility. However, if the Ti content exceeds 0.1%, TiC is generated and the toughness is deteriorated, so the upper limit of the content is 0.1%. A preferable upper limit of Ti is 0.04%. In order to stably express these effects due to Ti, it is preferable to contain 0.003% or more of Ti.

Ca:0.004%以下
Caは、必要に応じて含有させることができる。Caを含有させると、介在物の形態制御効果を有し、アレスト特性の向上に寄与する。しかしながら、その含有量が0.004%を超えると、鋼の清浄度自体を大きく低下させるので、その含有量の上限は0.004%以下とする。Caの好ましい上限は0.002%である。なお、Caによるこれらの効果を安定的に発現させるためには、Caを0.0003%以上含有させるのが好ましい。
Ca: 0.004% or less Ca can be contained as necessary. When Ca is contained, it has an effect of controlling the shape of inclusions and contributes to improvement of arrest characteristics. However, if the content exceeds 0.004%, the cleanliness of the steel itself is greatly reduced, so the upper limit of the content is 0.004% or less. A preferable upper limit of Ca is 0.002%. In order to stably express these effects by Ca, it is preferable to contain 0.0003% or more of Ca.

Mg:0.002%以下
Mgは、必要に応じて含有させることができる。Mgを含有させると、微細酸化物の分散密度を増すことができる。しかしながら、その含有量が0.002%を超えると、微細酸化物が得られないし、鋼の清浄度を大きく低下させるので、その含有量の上限は0.002%以下とする。Mgの好ましい上限は0.0015%である。なお、Mgによる微細酸化物の分散密度の向上効果を安定的に発現させるためには、Mgを0.0002%以上含有させることが好ましい。ここで、Mgを溶鋼中に含有させる工程は、Alを溶鋼中に含有させる前に行うのが好ましい。
Mg: 0.002% or less Mg can be contained as necessary. When Mg is contained, the dispersion density of the fine oxide can be increased. However, if the content exceeds 0.002%, fine oxides cannot be obtained, and the cleanliness of the steel is greatly reduced, so the upper limit of the content is made 0.002% or less. A preferable upper limit of Mg is 0.0015%. In order to stably exhibit the effect of improving the fine oxide dispersion density by Mg, it is preferable to contain 0.0002% or more of Mg. Here, the step of containing Mg in the molten steel is preferably performed before Al is contained in the molten steel.

REM:0.002%以下
REM(希土類元素)は、必要に応じて含有させることができる。REMを含有させると、Mgと同様に、微細酸化物の分散密度を増すことができる。さらに、過剰なSを硫化物として固定する効果も得られる。しかしながら、その含有量が0.002%を超えると、微細酸化物が得られないし、鋼の清浄度を大きく低下させるので、その含有量の上限は0.002%以下とする。REMの好ましい上限は0.0015%である。なお、REMによるこれらの効果を安定的に発現させるためには、REMを0.0002%以上含有させることが好ましい。
REM: 0.002% or less REM (rare earth element) can be contained as required. When REM is contained, the dispersion density of the fine oxide can be increased as in the case of Mg. Furthermore, the effect of fixing excess S as sulfides can also be obtained. However, if the content exceeds 0.002%, fine oxides cannot be obtained, and the cleanliness of the steel is greatly reduced, so the upper limit of the content is made 0.002% or less. A preferable upper limit of REM is 0.0015%. In addition, in order to stably express these effects by REM, it is preferable to contain REM 0.0002% or more.

ここで、REMを溶鋼中に含有させる工程は、Alを溶鋼中に含有させる前に行うのが好ましい。またREMとは、ランタニドの15元素にYおよびScを合わせた17元素の総称であり、これらの元素のうちの1種以上を含有させることができる。それぞれのREM元素に分離して鋼中に含有させてもよいし、ミッシュメタルという混合した状態で鋼中に含有させてもよい。なお、REMの含有量はこれらの元素の合計含有量を意味する。   Here, the step of incorporating REM in the molten steel is preferably performed before Al is contained in the molten steel. REM is a general term for 17 elements in which Y and Sc are combined with 15 elements of lanthanide, and one or more of these elements can be contained. Each REM element may be separated and contained in steel, or may be contained in steel in a mixed state called misch metal. Note that the content of REM means the total content of these elements.

(B)焼入れ性について
本発明で規定する高強度厚肉鋼板は強度部材として使用されることから、規格材として十分な強度を保有している必要がある。したがって、高強度厚肉鋼板の化学組成は各々の規定範囲を満足するだけではなく、適切な焼入れ性を有していることが必要である。高強度厚肉鋼板の焼入れ性を表すパラメータとしては炭素当量を用いることができる。特に、引張強さが490MPa以上の強度クラスの高強度厚肉鋼板の場合には、IIW(International Institute of Welding: 国際溶接学会)で規定されている炭素当量式を用いることができる。すなわち、次の(1)式で示される炭素当量Ceqを用いて整理することができる。
Ceq=C+Mn/6+Cu/15+Ni/15+Cr/5+Mo/5+V/5・・・(1)
ここで、式中の、C、Mn、Cu、Ni、Cr、MoおよびVは、それぞれの元素の含有量(質量%)を意味する。
(B) Hardenability Since the high-strength thick steel plate specified in the present invention is used as a strength member, it needs to have sufficient strength as a standard material. Therefore, it is necessary that the chemical composition of the high-strength thick steel plate not only satisfies each specified range but also has an appropriate hardenability. Carbon equivalent can be used as a parameter representing the hardenability of the high strength thick steel plate. In particular, in the case of a high-strength thick steel plate with a tensile strength of 490 MPa or more, a carbon equivalent formula defined by IIW (International Institute of Welding) can be used. That is, it can be arranged using the carbon equivalent Ceq represented by the following formula (1).
Ceq = C + Mn / 6 + Cu / 15 + Ni / 15 + Cr / 5 + Mo / 5 + V / 5 (1)
Here, C, Mn, Cu, Ni, Cr, Mo and V in the formula mean the content (% by mass) of each element.

この炭素当量Ceqが0.32%を下回る場合には十分な強度が確保されず、逆に0.40%を超える場合には板厚中心部のフェライト組織分率を確保できない。したがって、炭素当量Ceqを0.32〜0.40%と規定する。炭素当量Ceqの好ましい範囲は0.32〜0.38%である。   When the carbon equivalent Ceq is less than 0.32%, sufficient strength is not ensured. Conversely, when the carbon equivalent Ceq is more than 0.40%, the ferrite structure fraction at the center of the plate thickness cannot be ensured. Therefore, the carbon equivalent Ceq is defined as 0.32 to 0.40%. A preferred range for the carbon equivalent Ceq is 0.32 to 0.38%.

(C)フェライト組織分率について
板厚中心部は加工の浸透度が低いこともあり、上部ベイナイト組織が主体となる。そして、一般に上部ベイナイト組織は細粒フェライト組織に比べて、ラス間の硬質組織(MA)の影響により靭性が低下する。
(C) Ferrite structure fraction The central part of the plate thickness may have a low processing penetration, and the upper bainite structure is the main component. In general, the upper bainite structure has lower toughness due to the influence of the hard structure (MA) between the laths than the fine-grained ferrite structure.

したがって、上部ベイナイト組織が多くなると靭性が劣化する傾向を示すため、フェライト組織を増加させる必要がある。フェライト組織を増加する手法としては、低温加熱によるγ粒界の増加や加工誘起によるフェライト生成範囲の拡大などを挙げることができる。   Therefore, since the toughness tends to deteriorate when the upper bainite structure increases, it is necessary to increase the ferrite structure. Examples of methods for increasing the ferrite structure include an increase in γ grain boundaries due to low-temperature heating and an expansion of the ferrite generation range due to processing induction.

本発明者らは、種々のフェライト率を有する鋼について試験をした結果、フェライト組織分率が80%以上の鋼は優れたアレスト特性を保有することが分かった。したがって、鋼中のフェライト組織分率は80%以上と規定する。好ましくは85%以上である。   As a result of testing on steels having various ferrite ratios, the present inventors have found that steels having a ferrite structure fraction of 80% or more possess excellent arrest properties. Therefore, the ferrite structure fraction in the steel is defined as 80% or more. Preferably it is 85% or more.

なお、フェライト組織分率は、光学顕微鏡のほかに、走査型電子顕微鏡及び加速電圧が100〜200kVの透過電子顕微鏡を用いた観察に基づいて評価することができる。ここでは、フェライト組織分率をフェライトの面積率により評価している。具体的には、これらの観察法によって観察した100視野について、各視野において全視野面積に対するフェライトの面積割合を算出したのち、100視野のフェライトの面積割合の平均値を求めたものである。   In addition to the optical microscope, the ferrite structure fraction can be evaluated based on observation using a scanning electron microscope and a transmission electron microscope having an acceleration voltage of 100 to 200 kV. Here, the ferrite structure fraction is evaluated by the area ratio of ferrite. Specifically, for 100 visual fields observed by these observation methods, after calculating the area ratio of ferrite to the total visual field area in each visual field, the average value of the area ratio of ferrite of 100 visual fields is obtained.

(D)有効結晶粒径について
高強度厚肉鋼板の靱性は、圧延後に得られる肉厚鋼板の板厚中心部((1/2)t部)のフェライト組織分率を80%以上と規定することに加えて、板厚中心部の有効結晶粒径を25μm以下とすることによって向上することが分かった。
(D) About effective crystal grain size The toughness of high-strength thick steel sheet defines the ferrite structure fraction of the thickness center part ((1/2) t part) of the thick steel sheet obtained after rolling as 80% or more. In addition, it has been found that the effective crystal grain size at the center of the plate thickness is improved by setting it to 25 μm or less.

なお、有効結晶粒径の測定は光学顕微鏡や走査型電子顕微鏡で認められる粒界を基準として定量化した場合には、隣接する結晶粒の方位差が小さい場合などに破面単位との対応が悪く組織サイズを代表する数値となり得ない。したがって、本発明では、「有効結晶粒径」とは、EBSPにより評価した場合の方位差15°以上の組織境界で囲まれる部分の結晶粒径を意味する。すなわち、EBSP(Electron Backscatter Diffraction Pattern:電子線後方散乱パターン)法を用いて、倍率300倍で5視野以上の観察を行い、15°以上の方位差を有する組織境界を粒界とみなし、ひとつの結晶内部の面積を求め、その面積を円相当径に換算したものを有効結晶粒径として評価した。   Note that the effective crystal grain size is measured based on the grain boundary observed with an optical microscope or a scanning electron microscope, and when the difference between the orientations of adjacent crystal grains is small, there is a correspondence with the fracture surface unit. It cannot be a numerical value representing the tissue size. Therefore, in the present invention, the “effective crystal grain size” means a crystal grain size of a portion surrounded by a structure boundary having an orientation difference of 15 ° or more when evaluated by EBSP. That is, by using EBSP (Electron Backscatter Diffraction Pattern) method, observation of 5 fields or more is performed at a magnification of 300 times, a structure boundary having an orientation difference of 15 ° or more is regarded as a grain boundary, The area inside the crystal was determined, and the area converted to the equivalent circle diameter was evaluated as the effective crystal grain size.

(E)X線強度比について 圧延方向に対し45°角度を持った方向のアレスト特性については、45゜の角度の方向の(321)、(211)、(110)面のX線強度比の和の板厚の(1/2)t部と(1/4)t部での平均値が3.3以下となると、顕著に向上する。   (E) X-ray intensity ratio Regarding the arrest characteristics in the direction having a 45 ° angle with respect to the rolling direction, the X-ray intensity ratio of the (321), (211), (110) planes in the direction of the 45 ° angle. When the average value of the (1/2) t portion and (1/4) t portion of the sum of the thicknesses is 3.3 or less, the thickness is remarkably improved.

低温での圧下量が一定以上を超えた場合、45°の角度の方向への劈開面の集積が緩和され、Z方向への劈開面の集積が顕著となる。このため、圧延方向に対し45°の角度の方向のアレスト特性が改善されていると推測される。   When the amount of reduction at a low temperature exceeds a certain level, the accumulation of cleavage planes in the direction of an angle of 45 ° is relaxed, and the accumulation of cleavage planes in the Z direction becomes significant. For this reason, it is estimated that the arrest characteristic in the direction of an angle of 45 ° with respect to the rolling direction is improved.

なお、ここで言うX線強度比とは、ランダムな結晶方位を持ったサンプルとのX線強度の比であり、これはX線回折装置を用いることで測定できる。また、鋼板の表面直下では、圧延時の温度履歴が鋼板内部と大きく異なるため、X線強度比もばらつきが大きい。このため表面直下は避けてサンプルを採取することは望ましく、本発明では板厚の(1/2)t部と(1/4)t部において、圧延方向から45°の角度の方向のサンプルを採取し、X線強度比を測定した。   Note that the X-ray intensity ratio mentioned here is the ratio of X-ray intensity with a sample having a random crystal orientation, and this can be measured by using an X-ray diffractometer. Moreover, since the temperature history at the time of rolling is significantly different from the inside of the steel sheet, the X-ray intensity ratio varies greatly immediately below the surface of the steel sheet. For this reason, it is desirable to collect samples while avoiding the area directly below the surface. In the present invention, samples at an angle of 45 ° from the rolling direction are used in the (1/2) t and (1/4) t parts of the plate thickness. The sample was collected and the X-ray intensity ratio was measured.

(F)製造条件について
以下に詳述する製造条件は、上述の厚肉鋼板を経済的に要領よく実現するための方法の一つであり、厚肉鋼板自体の技術的範囲はこの製造条件によって規定されるものではない。
(F) Manufacturing conditions The manufacturing conditions described in detail below are one of the methods for realizing the above-mentioned thick steel plate economically and in a reasonable manner. The technical scope of the thick steel plate itself depends on the manufacturing conditions. It is not specified.

厚肉鋼板の素材である鋼塊の加熱条件のコントロール、すなわち、加熱温度と加熱時間のコントロールは、鋼塊再加熱時の初期γ粒径化を制御する主な製造条件であり、本発明において極めて重要である。   Control of the heating condition of the steel ingot that is the material of the thick steel plate, that is, the control of the heating temperature and the heating time is the main production condition for controlling the initial γ grain size at the time of reheating the steel ingot. Very important.

高温度の加熱あるいは長時間の加熱はγ粒の成長を促進するので、α変態時のフェライト生成核が少なくなるので、最終組織におけるフェライト組織分率が減少するとともに、圧延中の待ち時間が長時間化するので、経済性を損ねる結果となる。したがって、加熱温度を低く、そして、加熱時間を短く制御する必要がある。ただし、温度と時間には等価性があるため、どちらか一方の条件を満足すればよい。すなわち、加熱の低温化又は短時間化を図ることにより、圧延後の変態時にフェライト変態を起こさせ、もって初期γ粒径を細粒にすることができる。この等価性を実験的に明らかにしたところ、肉厚鋼板の素材である鋼塊の加熱工程においては、鋼塊の加熱温度Tr(℃)と加熱時間t(hr)が、次の(2)式および(3)式の両方を満足していることが、アレスト特性に優れた高強度厚肉鋼板を経済的に製造する条件として好ましいことが分かった。
Tr<1050 ・・・・・・(2)
400≦t×exp(Tr/270000000)≦550 ・・・・・(3)
ここで、tは鋼塊の加熱時間(hr)を、そして、Trは加熱温度(℃)を、それぞれ表す。
High-temperature heating or long-time heating promotes the growth of γ grains, which reduces the number of ferrite formation nuclei during α transformation, which reduces the ferrite structure fraction in the final structure and increases the waiting time during rolling. Since it is timed, it results in a loss of economic efficiency. Therefore, it is necessary to control the heating temperature low and the heating time short. However, since temperature and time are equivalent, it is sufficient to satisfy one of the conditions. That is, by reducing the heating temperature or shortening the time, ferrite transformation can occur during transformation after rolling, and the initial γ grain size can be made fine. When this equivalence was experimentally clarified, the heating temperature Tr (° C.) and the heating time t (hr) of the steel ingot in the heating process of the steel ingot, which is the material of the thick steel plate, are the following (2) It was found that satisfying both the formula and the formula (3) is preferable as a condition for economically producing a high-strength thick steel plate having excellent arrest characteristics.
Tr <1050 (2)
400 ≦ t × exp (Tr 3 /270000000) ≦ 550 ····· (3)
Here, t represents the heating time (hr) of the steel ingot, and Tr represents the heating temperature (° C.).

なお、加熱温度が極端に低い場合には、変形抵抗の増加などにより圧延の実現が困難となるので、加熱温度は800℃以上にすることが好ましい。ただし、加熱温度は1050℃以下にすることが好ましい。   In addition, when the heating temperature is extremely low, it becomes difficult to realize rolling due to an increase in deformation resistance or the like. Therefore, the heating temperature is preferably 800 ° C. or higher. However, the heating temperature is preferably 1050 ° C. or lower.

次に、アレスト特性に優れた高強度厚肉鋼板を経済的に得る方法としては、引き続き行われる圧延工程での調整板厚と、圧延温度および仕上圧延温度のコントロールも有効である。未再結晶域での圧延量を増加させ、α変態前のγ中の転位密度を高くすることでフェライト変態を促進するというTMCP技術を適用することで、厚肉材の板厚中心部でも十分なフェライト変態を期待することができるからである。   Next, as a method for economically obtaining a high-strength thick steel plate having excellent arrest characteristics, it is also effective to control the adjustment plate thickness, rolling temperature, and finish rolling temperature in the subsequent rolling process. By applying TMCP technology that promotes ferrite transformation by increasing the amount of rolling in the non-recrystallized region and increasing the dislocation density in γ before α transformation, it is sufficient even at the center of thick plate thickness This is because a good ferrite transformation can be expected.

この未再結晶域での圧下量を制御する製造上のパラメータとしては、調整板厚、調整時の圧延温度および仕上圧延温度の3つが重要であることを知見した。   As manufacturing parameters for controlling the amount of reduction in the non-recrystallized region, it has been found that the adjustment plate thickness, the rolling temperature during adjustment, and the finish rolling temperature are important.

本発明者らによる多数の実験により得られた条件は、圧延工程においては、圧延途中の任意の厚み(調整板厚)A(mm)における圧延温度(調整時圧延温度)B(℃)と、最終圧延により最終の厚肉鋼の板厚G(mm)に仕上げる際の仕上圧延温度C(℃)が、次の(3)式、(4)式、(5)式および(6)式を満足するように圧延を行う。
A−3.5G≦0 ・・・・・・(4)
A−1.5G≧0 ・・・・・・(5)
C−670−G≦0 ・・・・・・(6)
B−C−20−1400/G≦0 ・・・・・・(7)
ここで、Aは圧延途中の任意の厚み(mm)を、BはAにおける圧延温度(℃)を、Cは仕上圧延温度(℃)を、そして、Gは最終の厚肉鋼の板厚(mm)を、それぞれ表す。
The conditions obtained by many experiments by the present inventors are, in the rolling process, rolling temperature (adjusting rolling temperature) B (° C.) at an arbitrary thickness (adjusted plate thickness) A (mm) during rolling, The finishing rolling temperature C (° C) when finishing to the final thick steel sheet thickness G (mm) by final rolling is the following (3), (4), (5) and (6). Roll to satisfy.
A-3.5G ≦ 0 (4)
A-1.5G ≧ 0 (5)
C-670-G ≦ 0 (6)
BC-20-1400 / G ≦ 0 (7)
Here, A is an arbitrary thickness (mm) during rolling, B is the rolling temperature (° C.) in A, C is the finish rolling temperature (° C.), and G is the thickness of the final thick steel ( mm) respectively.

上記(4)式〜(7)式のうち、一つでも満足しない場合には、α変態前の転位密度が不足し、板厚中心部の組織におけるフェライト組織分率が低下することになるので、アレスト特性に優れた高強度厚肉鋼板を効率よく得ることができない。   If any one of the above formulas (4) to (7) is not satisfied, the dislocation density before α transformation is insufficient, and the ferrite structure fraction in the structure at the center of the plate thickness is reduced. In addition, it is not possible to efficiently obtain a high-strength thick steel plate having excellent arrest characteristics.

また、十分な強度を確保するために、このような厚肉材の場合には、圧延後の冷却工程における冷却速度と冷却停止温度のコントロールも有効であり、水冷時の冷却速度が2℃/s以上であり、かつ水冷停止温度が500℃以下とするのが好ましい。すなわち、水冷停止温度E(℃)および板厚中心部における水冷中の平均冷却速度F(℃/s)が、次の(8)式および(9)式を満足するように水冷を行うのが好ましい。
E−500≦0 ・・・・・・・・・・・・・・・・(8)
F−5≧0 ・・・・・・・・・・・・・・・・(9)
ここで、Eは水冷停止温度(℃)を、そして、Fは板厚中心部((1/2)t部)における水冷中の平均冷却速度F(℃/s)を、それぞれ表す。
In order to ensure sufficient strength, in the case of such a thick material, it is also effective to control the cooling rate and cooling stop temperature in the cooling process after rolling, and the cooling rate during water cooling is 2 ° C / The water cooling stop temperature is preferably 500 ° C. or lower. That is, the water cooling is performed so that the water cooling stop temperature E (° C.) and the average cooling rate F (° C./s) during the water cooling at the center of the plate thickness satisfy the following equations (8) and (9). preferable.
E-500 ≦ 0 (8)
F-5 ≧ 0 (9)
Here, E represents the water cooling stop temperature (° C.), and F represents the average cooling rate F (° C./s) during the water cooling at the thickness center portion ((1/2) t portion).

また、冷却後にAc点以下の温度で焼戻すと、ベイナイト組織中の硬化組織が一部無害化する効果を有する場合があるので、必要に応じ実施する。 In addition, when tempering at a temperature of Ac 1 point or less after cooling, the hardened structure in the bainite structure may have an effect of detoxifying partly.

表1に、今回供試した鋼の化学成分を示す。なお、これらの鋼のうち、鋼No.30〜35は比較鋼であって、本発明で規定する成分範囲又は(1)式で示される炭素当量Ceqを満足していない。   Table 1 shows the chemical components of the steels tested this time. Of these steels, steel Nos. 30 to 35 are comparative steels, and do not satisfy the component range defined in the present invention or the carbon equivalent Ceq represented by the formula (1).

Figure 2011068952
Figure 2011068952

これらの各種の鋼を用い、表2に示す製造条件に基づいて種々の高強度厚肉鋼板を製造した。なお、試験No.1−2については、表2中では明示していないが、冷却後520℃で焼戻しを行っている。   Using these various steels, various high-strength thick steel plates were manufactured based on the manufacturing conditions shown in Table 2. In addition, although test No. 1-2 is not clearly shown in Table 2, tempering is performed at 520 ° C. after cooling.

表2に各供試鋼の製造パラメータと得られた組織および結晶粒径並びに45゜の角度の方向の(321)、(211)、(110)面のX線強度比の和を示す。   Table 2 shows the sum of the manufacturing parameters, the obtained structure and crystal grain size, and the X-ray intensity ratios of the (321), (211), and (110) planes in the direction of an angle of 45 °.

なお、45゜の角度の方向の(321)、(211)、(110)面のX線強度比の和の板厚の(1/2)t部と(1/4)t部での平均値は、圧延方向に対し、45°の角度の方向より、20mm×20mmの試験片を採取し、X線回折試験にて測定した。   It should be noted that the thickness of the sum of the X-ray intensity ratios of the (321), (211), and (110) planes in the direction of an angle of 45 ° at the (1/2) t and (1/4) t parts The value was measured in an X-ray diffraction test by collecting a test piece of 20 mm × 20 mm from a direction at an angle of 45 ° with respect to the rolling direction.

Figure 2011068952
Figure 2011068952

得られた鋼板の特性については、引張試験ではJIS−Z−2201に記載の試験方法に準じて試片を採取した。採取位置は、板厚の(1/4)t部でかつC方向(圧延方向と直角の方向)とした。なお、降伏点は10N/(mm・s)の試験速度として下降伏点を求め、明確な降伏点が現れない場合は0.2%耐力とした。強度の目標値は、引張強度TS≧490MPaとした。   About the characteristic of the obtained steel plate, the specimen was extract | collected according to the test method as described in JIS-Z-2201 in the tension test. The sampling position was the (1/4) t portion of the plate thickness and the C direction (direction perpendicular to the rolling direction). The yield point was determined as a test speed of 10 N / (mm · s), and the yield point was 0.2% proof stress when no clear yield point appeared. The target value of strength was set to tensile strength TS ≧ 490 MPa.

アレスト特性の評価方法としては、温度勾配型ESSO試験を複数体実施し、得られた結果をアレニウス形式のグラフ上にプロットして線形近似を行い、−10℃でのKca値をその鋼のアレスト特性(N/mm1.5)としての評価代表値とした。アレスト特性の目標値としては6000N/mm1.5とした。 As a method for evaluating the arrest properties, a plurality of temperature gradient type ESSO tests were conducted, and the obtained results were plotted on an Arrhenius graph to perform a linear approximation, and the Kca value at −10 ° C. was calculated for the arrest of the steel. The evaluation representative value as the characteristic (N / mm 1.5 ) was used. The target value of the arrest characteristic was set to 6000 N / mm 1.5 .

アレスト特性とvTrsはある程度の相関があり、大まかにアレスト特性の良否を知ることができる。このため、45°方向のアレスト特性が、L、C方向と比較して劣位にないことを確認するために、シャルピー衝撃試験を実施した。まず、JIS−Z−2242に記載の試験方法に準じ、板厚の(1/4)t部の位置より、圧延方向及び45°の角度の方向の破面遷移温度(vTrs)を求めた後、下記の式(9)に従って、圧延方向及び45°の角度の方向の破面遷移温度(vTrs)の差のΔvTrsを求めることで、圧延方向及び45°の角度の方向の靭性の差異を評価した。   The arrest characteristics and vTrs have a certain degree of correlation, and it is possible to roughly know whether the arrest characteristics are good or bad. Therefore, a Charpy impact test was performed in order to confirm that the arrest characteristics in the 45 ° direction are not inferior to those in the L and C directions. First, after determining the fracture surface transition temperature (vTrs) in the rolling direction and in the direction of an angle of 45 ° from the position of the (1/4) t portion of the sheet thickness in accordance with the test method described in JIS-Z-2242. According to the following formula (9), the difference in toughness between the rolling direction and the 45 ° angle is evaluated by obtaining ΔvTrs of the difference in fracture surface transition temperature (vTrs) between the rolling direction and the 45 ° angle direction. did.

ΔvTrs= vTrsL×(-1)-vTrs45×(-1)・・・・・・・・・・・・・・・・(8)
ここで、vTrsL:圧延方向のvTrs、vTrs45:45°方向のvTrsをそれぞれ表す。なお、ΔvTrsの目標値は≦10℃とした。
ΔvTrs = vTrsL × (-1) -vTrs45 × (-1) ... (8)
Here, vTrsL: vTrs in the rolling direction and vTrs45: vTrs in the 45 ° direction, respectively. The target value of ΔvTrs was set to ≦ 10 ° C.

表3に、それぞれの高強度厚肉鋼板の機械的特性(降伏強度YS[MPa]と引張強度TS[MPa])、アレスト特性およびΔvTrsの評価結果を示す。   Table 3 shows the evaluation results of mechanical properties (yield strength YS [MPa] and tensile strength TS [MPa]), arrest properties, and ΔvTrs of each high-strength thick steel plate.

Figure 2011068952
Figure 2011068952

表3より、本発明例に係る試験No.1−2、1−3、2−6、3−1および試験No.4〜23は、いずれも厚肉鋼板であるにもかかわらず、必要な強度特性を確保したまま高いアレスト特性を確保している。また、45°の角度の方向の靭性に関しても劣化は見られず、応力負荷方向によらず、優れたアレスト特性を示すことが示唆されている。   From Table 3, Test Nos. 1-2, 1-3, 2-6, 3-1 and Test Nos. 4 to 23 according to the present invention are necessary even though they are all thick steel plates. High arrest characteristics are secured while maintaining strength characteristics. In addition, no deterioration was observed with respect to the toughness in the direction of an angle of 45 °, and it is suggested that excellent arrest characteristics are exhibited regardless of the stress load direction.

以上のとおりであるから、本発明によれば、圧延方向に対して45°の角度の方向のアレスト特性に優れた高強度厚肉鋼板を低コストで提供することができる。特に、−10℃で6000N/mm1.5以上のアレスト特性を有し、引張強度TSが490MPa以上の高強度の厚肉鋼板を低コストで提供することができる。したがって、脆性破壊による大規模破壊を防止する必要がある鋼構造物に適用される高強度厚肉鋼板に、高い脆性き裂伝ぱ停止特性を低コストで安定的に付与することができる。構造物の耐破壊安全性の向上に寄与することができ、社会的効果は極めて大きい。 As described above, according to the present invention, it is possible to provide a high-strength thick steel plate excellent in arrest characteristics in a direction at an angle of 45 ° with respect to the rolling direction at a low cost. In particular, a high-strength thick steel plate having an arrest characteristic of 6000 N / mm 1.5 or more at −10 ° C. and a tensile strength TS of 490 MPa or more can be provided at low cost. Therefore, high brittle crack propagation stopping characteristics can be stably imparted to a high-strength thick steel plate applied to a steel structure that needs to prevent large-scale fracture due to brittle fracture at a low cost. It can contribute to the improvement of the destruction resistance safety of the structure, and the social effect is extremely large.

Claims (6)

質量%で、C:0.01〜0.12%、Si:0.5%以下、Mn:0.4〜2.0%、P:0.05%以下、S:0.008%以下、Al:0.002〜0.05%、N:0.01%以下、Nb:0.003〜0.1%を含有し、残部Feおよび不可避不純物からなる化学組成を有する鋼板であって、次の(1)式で示される炭素当量Ceqが0.32〜0.40であり、板厚の(1/2)t部のフェライト組織分率が80%以上であり、かつ板厚の(1/2)t部の有効結晶粒径が25μm以下であり、45゜の角度の方向の(321)、(211)、(110)面のX線強度比の和の板厚の(1/2)t部と(1/4)t部での平均値が3.3以下であることを特徴とするアレスト特性に優れた高強度厚肉鋼板。
Ceq=C+Mn/6+Cu/15+Ni/15+Cr/5+Mo/5+V/5・・・(1)
ここで、式中の、C、Mn、Cu、Ni、Cr、MoおよびVは、それぞれの鋼板中の元素の含有量(質量%)を意味する。
In mass%, C: 0.01 to 0.12%, Si: 0.5% or less, Mn: 0.4 to 2.0%, P: 0.05% or less, S: 0.008% or less, A steel plate containing Al: 0.002-0.05%, N: 0.01% or less, Nb: 0.003-0.1%, and having a chemical composition consisting of the balance Fe and inevitable impurities, The carbon equivalent Ceq represented by the formula (1) is 0.32 to 0.40, the ferrite structure fraction of the (1/2) t part of the plate thickness is 80% or more, and the (1 / 2) The effective crystal grain size of the t part is 25 μm or less, and the thickness (1/2) of the sum of the X-ray intensity ratios of the (321), (211), (110) planes in the direction of an angle of 45 ° ) A high-strength thick steel plate excellent in arrest properties, characterized in that the average value at t part and (1/4) t part is 3.3 or less.
Ceq = C + Mn / 6 + Cu / 15 + Ni / 15 + Cr / 5 + Mo / 5 + V / 5 (1)
Here, C, Mn, Cu, Ni, Cr, Mo and V in the formula mean the content (mass%) of the element in each steel plate.
質量%で、さらに、Ni:1.0%以下を含有することを特徴とする、請求項1に記載のアレスト特性に優れた高強度厚肉鋼板。   The high-strength thick steel plate having excellent arrest characteristics according to claim 1, further comprising Ni: 1.0% or less in mass%. 質量%で、さらに、Cu:2.0%以下およびCr:1.0%以下の元素のうち1種又は2種を含有することを特徴とする、請求項1または2に記載のアレスト特性に優れた高強度厚肉鋼板。   The arrest characteristic according to claim 1 or 2, further comprising one or two elements out of elements of Cu: 2.0% or less and Cr: 1.0% or less in mass%. Excellent high strength thick steel plate. 質量%で、さらに、Mo:0.5%以下、V:0.1%以下およびB:0.005%以下の元素のうち1種又は2種以上を含有することを特徴とする、請求項1から3までのいずれかに記載のアレスト特性に優れた高強度厚肉鋼板。   The composition further comprises one or more elements selected from the group consisting of Mo: 0.5% or less, V: 0.1% or less, and B: 0.005% or less. A high-strength thick steel plate having excellent arrest characteristics according to any one of 1 to 3. 質量%で、さらに、Ti:0.1%以下を含有することを特徴とする、請求項1から4までのいずれかに記載のアレスト特性に優れた高強度厚肉鋼板。   The high-strength thick steel plate having excellent arrest properties according to any one of claims 1 to 4, further comprising Ti: 0.1% or less in terms of mass%. 質量%で、さらに、Ca:0.004%以下、Mg:0.002%以下およびREM:0.002%以下の元素のうち1種又は2種以上を含有することを特徴とする、請求項1から5までのいずれかに記載のアレスト特性に優れた高強度厚肉鋼板。   The composition further comprises one or more elements selected from the group consisting of Ca: 0.004% or less, Mg: 0.002% or less, and REM: 0.002% or less. A high-strength thick steel plate excellent in arrest characteristics according to any one of 1 to 5.
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