JP2001107175A - Steel excellent in fatigue characteristic of plasma-cut part and its producing method - Google Patents

Steel excellent in fatigue characteristic of plasma-cut part and its producing method

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JP2001107175A
JP2001107175A JP29005399A JP29005399A JP2001107175A JP 2001107175 A JP2001107175 A JP 2001107175A JP 29005399 A JP29005399 A JP 29005399A JP 29005399 A JP29005399 A JP 29005399A JP 2001107175 A JP2001107175 A JP 2001107175A
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plasma
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Japanese (ja)
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Hideo Sakaibori
英男 堺堀
Akihiko Nagayoshi
明彦 永吉
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Nippon Steel Corp
Original Assignee
Sumitomo Metal Industries Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To solve the problem that steel usable as a member applied with repeated stress even as plasma-cut is not present. SOLUTION: This steel has a steel composition containing 0.01 to 0.2% C, 0.1 to 0.6% Si, 0.4 to 1.60% Mn, 0.01 to 0.6% Cr, 0.01 to 0.5% Mo, 0.01 to 0.06% Nb and/or 0.005 to 0.03% Ti and moreover has a structure in which the hardenability index DI is >=18, and austenitic grain size in the hardened layer part in the plasma-cut part is <=20 μm. The steel is excellent in the fatigue characteristics in the plasma-cut part and can be used as a member applied with repeated stress even as plasma-cut.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、プラズマ切断部の
疲労特性に優れた鋼材およびその製造方法に関し、より
具体的には、プラズマ切断部の疲労特性に優れることか
ら、例えば船舶、海洋構造物、橋梁、建築物、タンクさ
らには自動車等に、プラズマ切断ままでも好適に使用す
ることができる鋼材およびその製造方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a steel material having excellent fatigue characteristics of a plasma cutting portion and a method of manufacturing the same, and more specifically, to a steel material having excellent fatigue characteristics of a plasma cutting portion. The present invention relates to a steel material which can be suitably used as it is in a plasma cut for a bridge, a building, a tank, an automobile and the like, and a method for producing the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】例えば船舶、海洋構造物、橋梁、建築
物、タンクさらには自動車等に使用される鋼材は、適当
な切断法により所望の形状に切断される。このような切
断法として、従来から用いられてきたガス切断に比較し
て数倍以上の高速切断が可能であることから、金属ノズ
ルによる熱的ピンチ効果を利用して形成した高温・高速
のプラズマ流を用いるプラズマ切断が近年多用される。
このプラズマ切断は切断精度も相当高いことから、プラ
ズマ切断された鋼材は、切断ままで使用される場合があ
る。
2. Description of the Related Art Steel materials used for ships, marine structures, bridges, buildings, tanks, automobiles, and the like are cut into a desired shape by an appropriate cutting method. As such a cutting method, high-speed, high-speed plasma formed by using the thermal pinch effect of a metal nozzle can be cut several times faster than gas cutting that has been used conventionally. In recent years, plasma cutting using a flow has been frequently used.
Since the plasma cutting has a considerably high cutting accuracy, the plasma-cut steel material may be used as it is.

【0003】しかしながら、例えば「鉄鋼便覧 第3版
VI 二次加工・表面処理・熱処理・溶接」の第651 頁
の (16・3・4 切断部の材質変化) の欄にも記載され
ているように、プラズマ切断によるプラズマ切断面近傍
の冷却速度は大きくなるために切断面近傍の組織が硬化
してしまう。このため、プラズマ切断ままの鋼材を繰り
返し応力が作用する部材に用いると、硬度が上昇した切
断面近傍から疲労亀裂が発生し易くなり、この亀裂が起
点となって疲労寿命が低下してしまう。
[0003] However, for example, the "Steel Handbook 3rd Edition"
Cooling rate near the plasma cut surface by plasma cutting, as described in (16.3.4.Material change of cut part) on page 651 in “VI secondary processing / surface treatment / heat treatment / welding”. Becomes large, the tissue near the cut surface is hardened. For this reason, when a steel material that has been plasma-cut is used as a member to which stress is repeatedly applied, fatigue cracks are likely to be generated from the vicinity of the cut surface having increased hardness, and the cracks serve as starting points to reduce the fatigue life.

【0004】このため、プラズマ切断された鋼材は、多
くの場合、プラズマ切断面近傍に例えば研削等の機械加
工を仕上げ加工として行う必要があり、加工コストや加
工時間の上昇は否めなかった。
[0004] For this reason, in many cases, plasma-cut steel materials need to be subjected to machining such as grinding in the vicinity of the plasma-cut surface as a finishing process, resulting in an increase in processing cost and processing time.

【0005】ところで、鋼材の疲労寿命を改善する発明
として、特開平6−271930号公報には、ベイナイトと体
積率10%以上の残留オーステナイトとを主相とする複合
組織を有する鋼板の表面に後処理としてショットピーニ
ング処理を行って、表層部の残留オーステナイト相を歪
誘起変態させることによって、鋼材の疲労特性を改善す
る発明が、提案されている。この提案にかかる発明によ
れば、プラズマ切断された鋼材の切断面を含めて鋼材全
体の疲労特性を改善することができる。
As an invention for improving the fatigue life of a steel material, Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 6-271930 discloses that a steel sheet having a composite structure containing bainite and retained austenite having a volume fraction of 10% or more as a main phase is formed. An invention has been proposed in which a shot peening treatment is performed as a treatment to transform a residual austenite phase in a surface layer into a strain-induced transformation, thereby improving the fatigue properties of a steel material. According to the invention according to this proposal, it is possible to improve the fatigue characteristics of the whole steel material including the cut surface of the steel material cut by plasma.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】しかし、この発明によ
っても、鋼材に後処理を行う必要があるため、加工コス
トおよび加工時間の上昇は否めない。すなわち、従来に
は、プラズマ切断ままでも繰り返し応力が作用する部材
として用いることができる鋼材は、存在しなかったので
ある。
However, according to the present invention, it is necessary to perform post-treatment on the steel material, so that the processing cost and the processing time cannot be denied. That is, conventionally, there has been no steel material that can be used as a member to which stress is repeatedly applied even when plasma cutting is performed.

【0007】ここに、本発明の目的は、プラズマ切断部
の疲労特性に優れた鋼材およびその製造方法を提供する
ことである。より具体的には、本発明の目的は、プラズ
マ切断部の疲労特性に優れることから、例えば船舶、海
洋構造物、橋梁、建築物、タンクさらには自動車等の構
成部材のうちで繰り返し応力が作用する部材に、プラズ
マ切断ままでも好適に使用することができる鋼材および
その製造方法を提供することである。さらに、本発明の
目的はこれらの鋼材の加工コストおよび加工時間をいず
れも低減することである。
Here, an object of the present invention is to provide a steel material excellent in the fatigue characteristics of a plasma cut portion and a method of manufacturing the same. More specifically, the object of the present invention is to improve the fatigue characteristics of the plasma cutting portion, for example, a repeated stress acts on components such as ships, marine structures, bridges, buildings, tanks, and automobiles. It is an object of the present invention to provide a steel material which can be suitably used as a member to be cut even by plasma cutting and a method for manufacturing the same. Furthermore, an object of the present invention is to reduce both the processing cost and processing time of these steel materials.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】本発明者らは、鋼板全体
ではなくプラズマ切断部の疲労特性の改善に影響する因
子を鋭意検討した結果、以下に列記する新規な知見〜
知見を得て、本発明を完成した。
Means for Solving the Problems The present inventors have intensively studied factors affecting the improvement of the fatigue characteristics of the plasma cut portion, not the entire steel sheet, and as a result, the following new findings are listed.
Having obtained the knowledge, the present invention has been completed.

【0009】プラズマ切断面の硬化層部におけるオー
ステナイト粒径を20μm以下に抑制するとともに、焼入
性指数Dlを18以上とすることによって、プラズマ切断
面の硬化層部の組織を細粒組織化することができ、これ
により、繰り返し応力の作用による転位の発生を抑制し
て、プラズマ切断部の高疲労寿命化を図れること。
By reducing the austenite grain size in the hardened layer portion on the plasma cut surface to 20 μm or less and setting the hardenability index Dl to 18 or more, the structure of the hardened layer portion on the plasma cut surface is made to have a fine grain structure. Accordingly, generation of dislocations due to the action of repeated stress can be suppressed, and a long fatigue life of the plasma cut portion can be achieved.

【0010】プラズマ切断部の組織はプラズマ切断の
入熱による加熱によってオーステナイト化されるもの
の、NbやTi等を適正量添加して炭窒化物を形成すること
により、オーステナイト粒の成長を抑制でき、これによ
り、プラズマ切断面の硬化層部におけるオーステナイト
粒径を20μm以下に細粒組織化することができる。
Although the structure of the plasma cutting portion is austenitized by heating due to the heat input of the plasma cutting, the growth of austenite grains can be suppressed by forming a carbonitride by adding an appropriate amount of Nb or Ti, Thereby, the austenite grain size in the hardened layer portion of the plasma cut surface can be reduced to a fine grain structure of 20 μm or less.

【0011】焼入性指数Dlを18以上に高めるには、
C量およびMn量をいずれも増加させることが効果的では
あり鋼板自体の強度も上昇するが、靱性が劣化する。そ
こで、鋼板の組成を適切に特定することによって、母材
特性を劣化させることなく母材およびプラズマ切断部の
特性をいずれも所望の程度に保つことができる。
In order to increase the hardenability index Dl to 18 or more,
Increasing both the C content and the Mn content is effective and increases the strength of the steel sheet itself, but deteriorates the toughness. Therefore, by appropriately specifying the composition of the steel sheet, it is possible to maintain the properties of both the base material and the plasma cut portion to a desired degree without deteriorating the properties of the base material.

【0012】上記の項〜項を用いることにより、
切断面に機械加工等の後処理を行わなくとも、プラズマ
切断ままで高疲労特性を有する鋼材を得ることができ、
これにより、加工コストおよび加工時間をいずれも短縮
できる鋼材を提供できる。
[0012] By using the above items (1) to (4),
Even without performing post-processing such as machining on the cut surface, it is possible to obtain a steel material having high fatigue properties while plasma cutting,
This makes it possible to provide a steel material that can reduce both the processing cost and the processing time.

【0013】本発明は、C:0.01〜0.2 % (本明細書に
おいては特にことわりがない限り、「%」は「質量%」
を意味するものとする。) 、Si:0.1 〜0.6 %、Mn:0.
4 〜1.60%、Cr:0.01〜0.6 %、Mo:0.01〜0.5 %、N
b:0.01〜0.06%および/またはTi:0.005 〜0.03%、
望ましくはCu:0.05〜0.6 %、Ni:0.05〜0.6 %および
V:0.01〜0.08%からなる群から選ばれた1種または2
種以上、を含有する鋼組成を有するとともに、下記(1)
式により規定される焼入性指数Dlが18以上であって、
プラズマ切断されることにより形成されるプラズマ切断
面の硬化層部におけるオーステナイト粒径が20μm以下
である組織を有することを特徴とするプラズマ切断部の
疲労特性に優れた鋼材である。
In the present invention, C: 0.01 to 0.2% (In the present specification, "%" means "% by mass" unless otherwise specified.
Shall mean. ), Si: 0.1-0.6%, Mn: 0.
4 to 1.60%, Cr: 0.01 to 0.6%, Mo: 0.01 to 0.5%, N
b: 0.01 to 0.06% and / or Ti: 0.005 to 0.03%,
Desirably, one or two selected from the group consisting of Cu: 0.05 to 0.6%, Ni: 0.05 to 0.6%, and V: 0.01 to 0.08%.
Or more, having a steel composition containing the following (1)
The hardenability index Dl defined by the formula is 18 or more,
A steel material excellent in fatigue characteristics of a plasma cut portion, characterized by having a structure in which an austenite grain size is 20 μm or less in a hardened layer portion of a plasma cut surface formed by plasma cutting.

【0014】 Dl=DIC×DISi ×DIMn ×DICr ×DIMo ・・・・・・・(1) ただし、(1) 式において、符号DICは炭素量の基本値を
示し、符号DISi はSiの焼入性指数 (1+0.7 ×Siの質
量%) を示し、符号DIMn はMnの焼入性指数 [Mn含有量
が1.2 %以下の場合は (1+0.33×Mnの質量%) であ
り、Mn含有量が1.2 %超の場合は (5+5.1 ×[Mn の質
量%−1.2]) である] を示し、符号DICrはCrの焼入性
指数 (1+2.16×Crの質量%) を示し、符号DIMo はMo
の焼入れ性指数 (1+3 ×Moの質量%) を示す。
D1 = D IC × D ISi × D IMn × D ICr × D IMo (1) In the equation (1), the symbol D IC indicates a basic value of the carbon content, and D ISi indicates the hardenability index of Si (1 + 0.7 × mass% of Si), and the symbol D IMn is the hardenability index of Mn [If the Mn content is 1.2% or less, (1 + 0.33 × Mn Mass%), and when the Mn content is more than 1.2%, it is (5 + 5.1 × [mass% of Mn−1.2])], and the sign D ICr is the hardenability index of Cr (1 + 2.16). × Cr mass%), and the sign D IMo is Mo
Shows the hardenability index (1 + 3 × Mo% by mass) of the sample.

【0015】別の面からは、本発明は、C:0.01〜0.2
%、Si:0.1 〜0.6 %、Mn:0.4 〜1.60%、Cr:0.01〜
0.6 %、Mo:0.01〜0.5 %、Nb:0.01〜0.06%および/
またはTi:0.005 〜0.03%、望ましくはCu:0.05〜0.6
%、Ni:0.05〜0.6 %およびV:0.01〜0.08%からなる
群から選ばれた1種または2種以上、を含有する鋼組成
を有するとともに、上記(1) 式により規定される焼入性
指数Dlが18以上である鋼を、1200℃以下の温度域に加
熱した後、Ar3 点以上(Ar3点+50℃) 以下の温度域で圧
延を終了した後、空冷または30℃/分以下の冷却速度で
の冷却を行うことを特徴とするプラズマ切断部の疲労特
性に優れた鋼材の製造方法である。
[0015] From another aspect, the present invention provides a method wherein C: 0.01 to 0.2.
%, Si: 0.1 to 0.6%, Mn: 0.4 to 1.60%, Cr: 0.01 to
0.6%, Mo: 0.01-0.5%, Nb: 0.01-0.06% and / or
Or Ti: 0.005 to 0.03%, desirably Cu: 0.05 to 0.6
%, Ni: 0.05 to 0.6%, and V: 0.01 to 0.08%, and has a steel composition containing at least one selected from the group consisting of: After heating a steel having an index Dl of 18 or more to a temperature range of 1200 ° C. or less, after finishing rolling at a temperature range of Ar 3 points or more (Ar 3 points + 50 ° C.) or less, air cooling or 30 ° C./min or less A method for producing a steel material having excellent fatigue characteristics in a plasma cut portion, wherein the steel material is cooled at a cooling rate of.

【0016】[0016]

【発明の実施の形態】以下、本発明にかかるプラズマ切
断部の疲労特性に優れた鋼材およびその製造方法の実施
の形態を、添付図面を参照しながら詳細に説明する。な
お、以降の説明では、鋼材が熱延鋼板である場合を例に
とるが、これは例示であり、本発明は熱延鋼板以外の他
の鋼材に対しても、同様に適用される。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, embodiments of a steel material excellent in the fatigue characteristics of a plasma cut portion and a method of manufacturing the same according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the following description, the case where the steel material is a hot-rolled steel sheet is taken as an example, but this is merely an example, and the present invention is similarly applied to steel materials other than the hot-rolled steel sheet.

【0017】まず、本発明にかかる製造方法において、
用いる鋼の組成を限定する理由を説明する。
First, in the manufacturing method according to the present invention,
The reason for limiting the composition of the steel used will be described.

【0018】(鋼の組成)C:0.01〜0.2 % Cは、0.01%以上含有することにより鋼の強度および焼
入れ性指数Dlを高める成分である。しかしながら、C
含有量が0.2 %を超えると、必要な強度や靱性を確保す
ることは困難になる。そこで、本発明では、C含有量は
0.01%以上0.2%以下と限定する。後述する焼入れ性指
数Dl、母材の強度および靱性を確保するためには、C
含有量の下限は0.06%、上限は0.18%であることが、そ
れぞれ望ましい。
(Steel composition) C: 0.01 to 0.2% C is a component that increases the strength and hardenability index Dl of steel by containing 0.01% or more. However, C
If the content exceeds 0.2%, it becomes difficult to secure necessary strength and toughness. Therefore, in the present invention, the C content is
Limit to 0.01% or more and 0.2% or less. In order to secure the hardenability index Dl and the strength and toughness of the base material,
It is desirable that the lower limit of the content be 0.06% and the upper limit be 0.18%.

【0019】Si:0.1 〜0.6 % Siは、0.1 %含有することにより鋼の脱酸に寄与する。
しかし、Si含有量が0.6 %を超えると鋼の靱性が損なわ
れる。そこで、本発明では、Si含有量は0.1 %以上0.6
%以下と限定する。同様の観点から、Si含有量の下限は
0.15%、上限は0.4 %であることが、それぞれ望まし
い。
Si: 0.1 to 0.6% Si contributes to deoxidation of steel by containing 0.1%.
However, if the Si content exceeds 0.6%, the toughness of the steel is impaired. Therefore, in the present invention, the Si content is 0.1% or more and 0.6% or more.
% Or less. From the same viewpoint, the lower limit of the Si content is
It is desirable that the upper limit is 0.15% and the upper limit is 0.4%.

【0020】Mn:0.4 〜1.60% Mnは、0.4 %以上含有することにより鋼の強度を向上さ
せるとともに焼入れ性指数Dlを確保することができ
る。しかし、Mn含有量が1.60%を超えると、鋼の靱性お
よび加工性を損なう。そこで、本発明では、Mn含有量は
0.4 %以上1.60%以下と限定する。同様の観点から、Mn
含有量の上限は1.50%であることが望ましい。
Mn: 0.4 to 1.60% By containing Mn at 0.4% or more, the strength of steel can be improved and the hardenability index Dl can be secured. However, if the Mn content exceeds 1.60%, the toughness and workability of the steel are impaired. Therefore, in the present invention, the Mn content is
Limited to 0.4% or more and 1.60% or less. From a similar perspective, Mn
It is desirable that the upper limit of the content be 1.50%.

【0021】Cr:0.01〜0.6 % Crは、0.01%以上含有することにより、焼入れ性を向上
させ強度を高める成分である。しかしながら、0.6 %超
含有することにより著しい強度上昇が見られるが、それ
に対し靱性が劣化する。そこで、本発明では、Cr含有量
は0.01%以上0.6 %以下と限定する。同様の観点から、
Cr含有量の下限は0.03%、上限は0.5 %であることが、
それぞれ望ましい。
Cr: 0.01 to 0.6% Cr is a component that improves the hardenability and increases the strength by containing 0.01% or more. However, when the content exceeds 0.6%, a remarkable increase in strength is observed, but the toughness is deteriorated. Therefore, in the present invention, the Cr content is limited to 0.01% or more and 0.6% or less. From a similar perspective,
The lower limit of the Cr content is 0.03% and the upper limit is 0.5%.
Each is desirable.

【0022】Mo:0.01〜0.5 % Moは、0.01%以上含有することにより、焼入れ性を上げ
強度を高める成分である。しかしながら、Mo含有量が0.
5 %を超えると、著しい強度上昇が見られるが、それに
対し靱性が劣化する。そこで、本発明では、Mo含有量は
0.01%以上0.5%以下と限定する。同様の観点から、Mo
含有量の下限は0.02%、上限は0.4 %であることが、そ
れぞれ望ましい。
Mo: 0.01 to 0.5% Mo is a component that increases the hardenability and increases the strength by containing 0.01% or more. However, the Mo content is 0.
If it exceeds 5%, a remarkable increase in strength is observed, but the toughness is deteriorated. Therefore, in the present invention, the Mo content is
Limit to 0.01% or more and 0.5% or less. From a similar perspective, Mo
It is desirable that the lower limit of the content be 0.02% and the upper limit be 0.4%.

【0023】Nb:0.01〜0.06% Nbは、0.01%以上含有することにより炭窒化物を形成し
てフェライトおよびオーステナイトの粒成長を抑制し、
本発明の目標であるオーステナイト粒径20μm以下が得
られ、これにより、組織を細粒化し強度および靱性向上
に効果がある。しかしながら、Nb含有量が0.06%を超え
ると、鋼の強度上昇が著しく、靱性が損なわれる。そこ
で、本発明では、Nb含有量は0.01%以上0.06%以下と限
定する。同様の観点から、Nb含有量の下限は0.02%、上
限は0.05%であることが、それぞれ望ましい。
Nb: 0.01 to 0.06 % Nb forms carbonitrides by containing 0.01% or more to suppress grain growth of ferrite and austenite,
An austenite particle size of 20 μm or less, which is the target of the present invention, is obtained, which is effective for fine-graining the structure and improving strength and toughness. However, when the Nb content exceeds 0.06%, the strength of the steel significantly increases, and the toughness is impaired. Therefore, in the present invention, the Nb content is limited to 0.01% or more and 0.06% or less. From the same viewpoint, it is preferable that the lower limit of the Nb content is 0.02% and the upper limit is 0.05%.

【0024】Ti:0.005 〜0.03% Tiは、0.005 %以上含有することによりNbと同様の効果
を奏する元素であるが、Ti含有量が0.03%を超えると溶
接割れが発生し易くなる。そこで、本発明では、Ti含有
量は0.005 %以上0.03%以下と限定する。同様の観点か
ら、Ti含有量の下限は0.01%、上限は0.02%であること
が望ましい。
Ti: 0.005 to 0.03% Ti is an element having the same effect as Nb when contained at 0.005% or more. However, when the Ti content exceeds 0.03%, welding cracks are easily generated. Therefore, in the present invention, the Ti content is limited to 0.005% or more and 0.03% or less. From the same viewpoint, it is desirable that the lower limit of the Ti content is 0.01% and the upper limit is 0.02%.

【0025】本発明では、上述したNbおよびTiは、少な
くとも一方が含有されていればよい。
In the present invention, at least one of Nb and Ti described above may be contained.

【0026】また、本発明では、これらの元素以外に品
質向上を図るために、Cu、NiおよびVを任意添加元素と
して含有してもよい。そこで、これらの任意添加元素に
ついても説明する。
In the present invention, in addition to these elements, Cu, Ni and V may be contained as optional additives in order to improve quality. Therefore, these optional elements will be described.

【0027】Cu:0.05〜0.6 % Cuは、鋼材が腐食環境下で使用される場合に、必要に応
じ0.05%以上添加されることにより耐食性を向上するこ
とができる。しかしながら、Cu含有量が0.6 %を超える
と、これらの効果が飽和するとともに鋼の強度が過剰に
上昇し過ぎ、靱性が損なわれる。そこで、Cuを添加する
場合には、その含有量は0.05%以上0.6%以下と限定す
ることが望ましい。同様の観点から、Cu含有量の下限は
0.1 %、上限は0.5 %であることが、それぞれ望まし
い。
Cu: 0.05-0.6% When steel is used in a corrosive environment, the corrosion resistance can be improved by adding 0.05% or more as necessary. However, when the Cu content exceeds 0.6%, these effects are saturated, and the strength of the steel is excessively increased, and the toughness is impaired. Therefore, when Cu is added, its content is desirably limited to 0.05% or more and 0.6% or less. From the same viewpoint, the lower limit of the Cu content is
It is desirable that the upper limit is 0.1% and the upper limit is 0.5%.

【0028】Ni:0.05〜0.6 % Niは、0.05%以上添加されることにより腐食環境下での
耐食性向上の効果を示す。しかしながら、Ni含有量が0.
6 %を超えると、これらの効果が飽和するとともに鋼の
強度が過剰に上昇し過ぎ、靱性が損なわれる。そこで、
Niを添加する場合には、その含有量は0.05%以上0.6 %
以下と限定することが望ましい。同様の観点から、Ni含
有量の下限は0.1 %、上限は0.5 %であることが、それ
ぞれ望ましい。
Ni: 0.05 to 0.6% Ni has an effect of improving corrosion resistance in a corrosive environment when added at 0.05% or more. However, the Ni content is 0.
If it exceeds 6%, these effects are saturated, and the strength of the steel is excessively increased, and the toughness is impaired. Therefore,
When adding Ni, its content should be 0.05% or more and 0.6%
It is desirable to limit to the following. From the same viewpoint, it is desirable that the lower limit of the Ni content is 0.1% and the upper limit is 0.5%.

【0029】V:0.01〜0.08% Vは、0.01%以上添加されることにより組織を細粒化し
て鋼材の疲労強度の上昇に寄与する。しかしながら、V
含有量が0.08%を超えるとかかる効果が飽和するととも
に強度が過剰に上昇し過ぎ、靱性が損なわれる。そこ
で、Vを添加する場合には、その含有量は0.01%以上0.
08%以下と限定することが望ましい。同様の観点から、
V含有量の下限は0.02%、上限は0.06%であることが、
それぞれ望ましい。
V: 0.01 to 0.08% V, when added in an amount of 0.01% or more, makes the structure finer and contributes to an increase in the fatigue strength of the steel material. However, V
If the content exceeds 0.08%, such an effect is saturated and the strength is excessively increased, so that the toughness is impaired. Therefore, when V is added, its content is 0.01% or more and 0.1% or more.
It is desirable to limit it to 08% or less. From a similar perspective,
The lower limit of the V content is 0.02% and the upper limit is 0.06%.
Each is desirable.

【0030】焼入性指数Dl:18以上 焼入性指数Dlは、本発明者らが焼入れ性を表示するた
めに規定した特性値である。すなわち、焼入性指数Dl
は、太さが異なる多種の試料 (丸棒) を、同じ条件で水
焼入れしてその断面を検鏡することにより、試料の中心
部の組織の50%がマルテンサイトになる限界の太さ (直
径) を示している。焼入性指数Dlは、上記(1) 式によ
り規定される。
Hardenability index Dl: 18 or more The hardenability index Dl is a characteristic value defined by the present inventors for indicating hardenability. That is, the hardenability index Dl
Is the limit thickness (50% of the structure at the center of the sample becomes martensite) by quenching various samples (round bars) with different thicknesses under the same conditions and microscopically examining the cross section. (Diameter). The hardenability index Dl is defined by the above equation (1).

【0031】焼入性指数Dlが18mm以上であれば、切断
における熱により形成される硬化組織がマルテンサイト
化される。このため、繰り返し応力に伴う転位の発生が
抑制されて高疲労寿命化され、疲労限度が向上する。一
方、焼入性指数Dlが18mm未満であると、疲労限度が従
来レベルとなる。そこで、本発明では、焼入性指数Dl
を18mm以上と限定する。
When the hardenability index Dl is 18 mm or more, the hardened structure formed by the heat in cutting becomes martensite. For this reason, generation of dislocations due to repeated stress is suppressed, the fatigue life is extended, and the fatigue limit is improved. On the other hand, when the hardenability index Dl is less than 18 mm, the fatigue limit is at the conventional level. Therefore, in the present invention, the hardenability index Dl
Is limited to 18 mm or more.

【0032】(鋼加熱)本発明では、かかる鋼組成および
焼入性指数Dlを有する鋼を、1200℃以下の温度域に加
熱する。鋼を1200℃を超える高温に加熱すると、鋼のオ
ーステナイト粒の粗大化が著しくなり、鋼の靱性を阻害
する。そこで、鋼加熱温度は1200℃以下と限定する。
(Steel Heating) In the present invention, steel having such a steel composition and hardenability index Dl is heated to a temperature range of 1200 ° C. or less. When the steel is heated to a high temperature exceeding 1200 ° C., the austenite grains of the steel become extremely coarse and hinder the toughness of the steel. Therefore, the steel heating temperature is limited to 1200 ° C or less.

【0033】(圧延)このようにして加熱した鋼に対し、
圧延を行う。圧延は、Ar3 点以上(Ar3点+50℃) 以下の
温度域で終了させる。鋼の靱性を向上させるには未再結
晶域での圧延が好ましく、未再結晶域以外の圧延では、
鋼の組織が粗大化して靱性を劣化させるからである。
(Rolling) For the steel thus heated,
Perform rolling. Rolling is completed in a temperature range of not less than Ar 3 point (Ar 3 point + 50 ° C.) or less. In order to improve the toughness of the steel, rolling in the non-recrystallized region is preferable.
This is because the steel structure becomes coarse and the toughness is deteriorated.

【0034】(冷却)このようにして圧延を終了した後
に、空冷または30℃/分以下の冷却速度での冷却を行
う。本発明では、圧延終了後に、空冷または30℃/分以
下の冷却速度での冷却を行うことにより、所望の機械的
性質が得られる。
(Cooling) After the rolling is completed in this way, air cooling or cooling at a cooling rate of 30 ° C./min or less is performed. In the present invention, desired mechanical properties can be obtained by performing air cooling or cooling at a cooling rate of 30 ° C./min or less after completion of rolling.

【0035】ここで、30℃/分以下の冷却速度での冷却
としては、水冷やミスト冷却等を例示できる。
Here, examples of the cooling at a cooling rate of 30 ° C./min or less include water cooling and mist cooling.

【0036】(本発明にかかる鋼材)このようにして、上
記の鋼組成および焼入性指数Dlを有する本発明にかか
る鋼材、すなわちC:0.01〜0.2 %、Si:0.1 〜0.6
%、Mn:0.4 〜1.60%、Cr:0.01〜0.6 %、Mo:0.01〜
0.5 %、Nb:0.01〜0.06%および/またはTi:0.005〜
0.03%を含有する鋼組成を有するとともに、(1) 式によ
り規定される焼入性指数Dlが18以上である鋼材が得ら
れる。
(Steel according to the present invention) Thus, the steel according to the present invention having the above-described steel composition and hardenability index D1, that is, C: 0.01-0.2%, Si: 0.1-0.6.
%, Mn: 0.4 to 1.60%, Cr: 0.01 to 0.6%, Mo: 0.01 to
0.5%, Nb: 0.01 to 0.06% and / or Ti: 0.005 to
A steel material having a steel composition containing 0.03% and having a hardenability index Dl of 18 or more defined by the equation (1) is obtained.

【0037】この本発明にかかる鋼材は、プラズマ切断
されることにより形成されるプラズマ切断面の硬化層部
におけるオーステナイト粒径が20μm以下である組織を
有する。プラズマ切断されることにより形成されるプラ
ズマ切断面の硬化層部の幅は、切断条件によっても変動
するが、本発明者らの知見によれば、焼入性指数Dlが
18mm以上であれば、切断面から内部側へ向けて約2mmの
範囲内で板厚全厚にわたって硬化層部が形成される。本
発明では、この硬化層部におけるオーステナイト粒径を
20μm以下に限定する。以下、この限定理由を説明す
る。
The steel material according to the present invention has a structure in which the austenite grain size in the hardened layer portion of the plasma cut surface formed by plasma cutting is 20 μm or less. The width of the hardened layer portion of the plasma cut surface formed by plasma cutting varies depending on cutting conditions, but according to the knowledge of the present inventors, the hardenability index Dl is
If it is 18 mm or more, a hardened layer portion is formed over the entire thickness in a range of about 2 mm from the cut surface toward the inside. In the present invention, the austenite particle size in the hardened layer portion is
Limited to 20 μm or less. Hereinafter, the reason for this limitation will be described.

【0038】図1に示す平面形状を有する軸力疲労試験
片をプラズマ切断によって作製し、室温で繰り返し周波
数5Hz、応力比0.1 、応力振幅 284〜421 N/mm2 の軸力
片振り引張り荷重制御方式により、図2に示す20トン電
気油圧式疲労試験機を用いて疲労試験を行った。なお、
図2における符号1は軸力疲労試験片であり、符号2は
荷重を検出するロードセルであり、符号3は軸力疲労試
験片1に荷重を与える油圧シリンダであり、符号4は波
形発生器であり、符号5は負荷制御器であり、符号6は
サーボバルブであり、さらに符号7は油圧源である。
An axial force fatigue test specimen having a plane shape shown in FIG. 1 was prepared by plasma cutting, and at room temperature, an axial force pulsating tensile load control having a repetition frequency of 5 Hz, a stress ratio of 0.1, and a stress amplitude of 284 to 421 N / mm 2. According to the method, a fatigue test was performed using a 20-ton electrohydraulic fatigue tester shown in FIG. In addition,
In FIG. 2, reference numeral 1 denotes an axial force fatigue test piece, reference numeral 2 denotes a load cell for detecting a load, reference numeral 3 denotes a hydraulic cylinder that applies a load to the axial force fatigue test piece 1, and reference numeral 4 denotes a waveform generator. Reference numeral 5 denotes a load controller, reference numeral 6 denotes a servo valve, and reference numeral 7 denotes a hydraulic pressure source.

【0039】そして、この軸力疲労試験において、破断
繰り返し数が107 回となる応力振幅を疲労限度Δσw(N/
mm2)として測定するとともに、試験終了後の試験片のプ
ラズマ切断面の硬化層部の組織をピクリン酸とライポン
Fおよび塩化第二鉄の混合腐食液によって腐食すること
により観察される組織の粒径を、オーステナイト粒径と
して測定した。なお、オーステナイト粒径の測定手段
は、この手段には限定されず、他の手段により測定して
もよい。
[0039] Then, in the axial force fatigue test, a stress amplitude rupture repetition number becomes 10 7 times endurance limit Δσw (N /
mm 2 ), and the grain size of the structure observed by corroding the structure of the hardened layer portion of the plasma cut surface of the test specimen after the test with a mixed etchant of picric acid, Lipon F and ferric chloride. The diameter was measured as the austenite particle size. The means for measuring the austenite grain size is not limited to this means, but may be measured by other means.

【0040】結果を、図3および図4にグラフで示す。
図3は、オーステナイト粒径 (μm) が疲労限度Δσw
(N/mm2)に及ぼす影響を示し、図4は、焼入れ性指数D
l(mm)が疲労限度Δσw(N/mm2)に及ぼす影響を示す。
The results are shown graphically in FIGS. 3 and 4.
Figure 3 shows that the austenite grain size (μm) is the fatigue limit Δσw
(N / mm 2 ), and FIG. 4 shows the hardenability index D
The effect of 1 (mm) on the fatigue limit Δσw (N / mm 2 ) is shown.

【0041】図3に示すグラフから、オーステナイト粒
径が20μm以下であれば、疲労限度Δσw(N/mm2)が顕著
に向上するとともに、オーステナイト粒径が20μm超で
あると疲労限度Δσw(N/mm2)は従来と同レベルとなるこ
とがわかる。そこで、本発明では、プラズマ切断される
ことにより形成されるプラズマ切断面の硬化層部におけ
るオーステナイト粒径は、20μm以下と限定する。オー
ステナイト粒径が20μm以下に抑制されることにより、
繰り返し応力に伴う転位の発生が抑制され、高疲労寿命
化が得られる。
From the graph shown in FIG. 3, it can be seen that when the austenite grain size is 20 μm or less, the fatigue limit Δσw (N / mm 2 ) is significantly improved, and when the austenite grain size exceeds 20 μm, the fatigue limit Δσw (N / mm 2 ) is at the same level as before. Therefore, in the present invention, the austenite particle size in the cured layer portion of the plasma cut surface formed by plasma cutting is limited to 20 μm or less. By suppressing the austenite particle size to 20 μm or less,
Generation of dislocations due to repeated stress is suppressed, and a long fatigue life is obtained.

【0042】図4に示すグラフから、焼入性指数Dlを
18mm以上としたときに疲労限度が向上するとともに、焼
入性指数Dlを18mm未満とすると、疲労限度が、従来レ
ベルと大差なくなる。そこで、本発明では、焼入性指数
Dlを18mm以上と限定する。
From the graph shown in FIG. 4, the hardenability index Dl was
When it is 18 mm or more, the fatigue limit is improved, and when the hardenability index Dl is less than 18 mm, the fatigue limit is not much different from the conventional level. Therefore, in the present invention, the hardenability index Dl is limited to 18 mm or more.

【0043】このようにして、本発明により、プラズマ
切断部の疲労特性に優れた鋼材およびその製造方法、よ
り具体的には、プラズマ切断部の疲労特性に優れること
から、例えば船舶、海洋構造物、橋梁、建築物、タンク
さらには自動車等の構成部材のうちで繰り返し応力が作
用する部材に、プラズマ切断ままでも好適に使用するこ
とができる鋼材およびその製造方法が提供される。この
ため、加工コストおよび加工時間をいずれも低減するこ
とができる。
As described above, according to the present invention, a steel material excellent in the fatigue characteristics of a plasma cutting portion and a method of manufacturing the same, more specifically, a ship material, a marine structure, etc. A steel material which can be suitably used as it is in a plasma, such as a bridge, a building, a tank, or a component to which a repeated stress acts among components such as an automobile, and a method of manufacturing the same. Therefore, both the processing cost and the processing time can be reduced.

【0044】[0044]

【実施例】次に、本発明を実施例を参照しながらより具
体的に説明する。
Next, the present invention will be described more specifically with reference to examples.

【0045】表1および表2にそれぞれ示す鋼組成およ
び焼入性指数Dlを有するとともに、SM490A規格に準ず
る強度と25mmの板厚とを有する供試材1〜供試材40か
ら、図1に示す軸力疲労試験片1を、表3に示す切断条
件のプラズマ切断で切断した後、図2に示す軸力疲労試
験機を用いて、軸力疲労試験を行った。
FIG. 1 shows specimens 1 to 40 having the steel composition and hardenability index Dl shown in Tables 1 and 2, respectively, and having a strength conforming to the SM490A standard and a plate thickness of 25 mm. After cutting the indicated axial force fatigue test piece 1 by plasma cutting under the cutting conditions shown in Table 3, an axial force fatigue test was performed using an axial force fatigue tester shown in FIG.

【0046】[0046]

【表1】 [Table 1]

【0047】[0047]

【表2】 [Table 2]

【0048】[0048]

【表3】 [Table 3]

【0049】そして、この軸力疲労試験において、破断
繰り返し数Nfが 107回となる応力振幅を疲労限度Δσw
としてを測定した。また、切断後の供試材の切断面硬化
層部の組織をピクリン酸エッチングにより腐食させ、オ
ーステナイト粒径(mm)を測定した。測定結果を表1およ
び表2に併せて示す。表2における*印は、本発明の範
囲外であることを示す。
[0049] Then, in the axial force fatigue test, the stress amplitude rupture repetition number Nf of 10 7 times fatigue limit Δσw
Was measured. Further, the structure of the cut surface hardened layer portion of the test material after cutting was corroded by picric acid etching, and the austenite particle size (mm) was measured. The measurement results are shown in Tables 1 and 2. The asterisk in Table 2 indicates that it is outside the scope of the present invention.

【0050】表1における試料No.1〜試料No.24 は、い
ずれも、本発明の範囲を満足する本発明例であり、疲労
限度Δσw が 431〜372(N/mm2)と、高い値を示してい
る。
Samples No. 1 to No. 24 in Table 1 are all examples of the present invention satisfying the scope of the present invention, and have a high fatigue limit Δσw of 431 to 372 (N / mm 2 ). Is shown.

【0051】これに対し、表2における試料No.25 は、
加熱温度が本発明の範囲の上限を上回るとともに焼入れ
性指数Dlが本発明の範囲の下限を下回り焼入れ性が不
足している。このため、疲労限度Δσw が 304(N/mm2)
と劣化した。
On the other hand, sample No. 25 in Table 2
The heating temperature exceeds the upper limit of the range of the present invention, and the quenchability index Dl is lower than the lower limit of the range of the present invention, and the quenchability is insufficient. Therefore, the fatigue limit Δσw is 304 (N / mm 2 )
And deteriorated.

【0052】試料No.26 は、Nb量が本発明の範囲の下限
を下回っているため、オーステナイト粒径が本発明の範
囲の上限を上回った。このため、疲労限度Δσw が 314
(N/mm2) と劣化した。
In Sample No. 26, the austenite particle size exceeded the upper limit of the range of the present invention because the amount of Nb was below the lower limit of the range of the present invention. Therefore, the fatigue limit Δσw is 314
(N / mm 2 ).

【0053】試料No.27 は、圧延終了温度が本発明の範
囲の下限を下回るとともに、Ti量が本発明の範囲の上限
を上回っているため、オーステナイト粒径が本発明の範
囲の上限を上回った。このため、疲労限度Δσw が 294
(N/mm2) と劣化した。
In sample No. 27, since the rolling end temperature was below the lower limit of the range of the present invention and the Ti content was above the upper limit of the range of the present invention, the austenite particle size exceeded the upper limit of the range of the present invention. Was. Therefore, the fatigue limit Δσw is 294
(N / mm 2 ).

【0054】試料No.28 は、Nb量が本発明の範囲の上限
を上回っているため、オーステナイト粒径が本発明の範
囲の上限を上回った。このため、疲労限度Δσw が 284
(N/mm2) と劣化した。
In Sample No. 28, the austenite particle size exceeded the upper limit of the range of the present invention because the amount of Nb exceeded the upper limit of the range of the present invention. Therefore, the fatigue limit Δσw is 284
(N / mm 2 ).

【0055】試料No.29 は、冷却速度が本発明の範囲の
上限を上回っているとともに、Ti含有量が本発明の範囲
の下限を下回っているため、オーステナイト粒径が本発
明の範囲の上限を上回った。このため、疲労限度Δσw
が 284(N/mm2) と劣化した。
In sample No. 29, the cooling rate was higher than the upper limit of the range of the present invention, and the Ti content was lower than the lower limit of the range of the present invention. Exceeded. Therefore, the fatigue limit Δσw
Was 284 (N / mm 2 ).

【0056】試料No.30 は、Nb量が本発明の範囲の下限
を下回っているとともに、Ti含有量が本発明の範囲の上
限を上回っているため、オーステナイト粒径が本発明の
範囲の上限を上回った。このため、疲労限度Δσw が 2
74(N/mm2) と劣化した。
In sample No. 30, since the Nb content was below the lower limit of the range of the present invention and the Ti content was higher than the upper limit of the range of the present invention, the austenite particle size was lower than the upper limit of the range of the present invention. Exceeded. Therefore, the fatigue limit Δσw is 2
Degraded to 74 (N / mm 2 ).

【0057】試料No.31 は、圧延終了温度が本発明の範
囲の上限を上回るとともに、Nb量が本発明の範囲の上限
を上回り、さらに、Ti含有量が本発明の範囲の下限を下
回っているため、オーステナイト粒径が本発明の範囲の
上限を上回った。このため、疲労限度Δσw が 245(N/m
m2) と劣化した。
In sample No. 31, the rolling end temperature exceeded the upper limit of the range of the present invention, the Nb content exceeded the upper limit of the range of the present invention, and the Ti content fell below the lower limit of the range of the present invention. Therefore, the austenite particle size exceeded the upper limit of the range of the present invention. Therefore, the fatigue limit Δσw is 245 (N / m
m 2 ).

【0058】試料No.32 は、Nb量が本発明の範囲の上限
を上回っているとともに、Ti含有量が本発明の範囲の上
限を上回っているため、オーステナイト粒径が本発明の
範囲の上限を上回った。このため、疲労限度Δσw が 2
55(N/mm2) と劣化した。
In sample No. 32, since the Nb content exceeded the upper limit of the range of the present invention and the Ti content exceeded the upper limit of the range of the present invention, the austenite particle size was lower than the upper limit of the range of the present invention. Exceeded. Therefore, the fatigue limit Δσw is 2
Degraded to 55 (N / mm 2 ).

【0059】試料No.33 は、Nb量が本発明の範囲の上限
を上回っているため、オーステナイト粒径が本発明の範
囲の上限を上回った。このため、疲労限度Δσw が 298
(N/mm2) と劣化した。
In Sample No. 33, the austenite particle size exceeded the upper limit of the range of the present invention because the Nb content exceeded the upper limit of the range of the present invention. Therefore, the fatigue limit Δσw is 298
(N / mm 2 ).

【0060】試料No.34 は、Ti量が本発明の範囲の上限
を上回っているため、オーステナイト粒径が本発明の範
囲の上限を上回った。このため、疲労限度Δσw が 280
(N/mm2) と劣化した。
In Sample No. 34, the austenite particle size exceeded the upper limit of the range of the present invention because the amount of Ti exceeded the upper limit of the range of the present invention. Therefore, the fatigue limit Δσw is 280
(N / mm 2 ).

【0061】試料No.35 は、Nb量が本発明の範囲の下限
を下回っているため、オーステナイト粒径が本発明の範
囲の上限を上回った。このため、疲労限度Δσw が 278
(N/mm2) と劣化した。
In sample No. 35, the austenite particle size exceeded the upper limit of the range of the present invention because the Nb content was below the lower limit of the range of the present invention. Therefore, the fatigue limit Δσw is 278
(N / mm 2 ).

【0062】試料No.36 は、Ti量が本発明の範囲の下限
を下回っているため、オーステナイト粒径が本発明の範
囲の上限を上回った。このため、疲労限度Δσw が 240
(N/mm2) と劣化した。
In sample No. 36, the austenite particle size exceeded the upper limit of the range of the present invention because the Ti content was below the lower limit of the range of the present invention. Therefore, the fatigue limit Δσw is 240
(N / mm 2 ).

【0063】試料No.37 は、Nb量が本発明の範囲の上限
を上回っているため、オーステナイト粒径が本発明の範
囲の上限を上回った。このため、疲労限度Δσw が 273
(N/mm2) と劣化した。
In sample No. 37, the austenite particle size exceeded the upper limit of the range of the present invention because the amount of Nb exceeded the upper limit of the range of the present invention. Therefore, the fatigue limit Δσw is 273
(N / mm 2 ).

【0064】試料No.38 は、Ti量が本発明の範囲の上限
を上回っているため、オーステナイト粒径が本発明の範
囲の上限を上回った。このため、疲労限度Δσw が 298
(N/mm2) と劣化した。
In sample No. 38, the austenite particle size exceeded the upper limit of the range of the present invention because the amount of Ti exceeded the upper limit of the range of the present invention. Therefore, the fatigue limit Δσw is 298
(N / mm 2 ).

【0065】試料No.39 は、Nb量が本発明の範囲の上限
を上回っているとともに、Ti量が本発明の範囲の下限を
下回っているため、オーステナイト粒径が本発明の範囲
の上限を上回った。このため、疲労限度Δσw が 320(N
/mm2) と劣化した。
In sample No. 39, since the Nb content was higher than the upper limit of the range of the present invention and the Ti content was lower than the lower limit of the range of the present invention, the austenite particle size was lower than the upper limit of the range of the present invention. Exceeded. Therefore, the fatigue limit Δσw is 320 (N
/ mm 2 ).

【0066】さらに、試料No.40 は、Nb量が本発明の範
囲の下限を下回っているため、オーステナイト粒径が本
発明の範囲の上限を上回った。このため、疲労限度Δσ
w が282(N/mm2) と劣化した。
Further, in Sample No. 40, since the Nb content was below the lower limit of the range of the present invention, the austenite particle size exceeded the upper limit of the range of the present invention. Therefore, the fatigue limit Δσ
w deteriorated to 282 (N / mm 2 ).

【0067】[0067]

【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明によ
り、プラズマ切断部の疲労特性に優れることから、例え
ば船舶、海洋構造物、橋梁、建築物、タンクさらには自
動車等の構成部材のうちで繰り返し応力が作用する部材
に、プラズマ切断ままでも好適に使用することができる
鋼材およびその製造方法を提供することが可能となっ
た。このため、このような鋼材の加工コストおよび加工
時間をいずれも低減することができた。
As described in detail above, according to the present invention, since the fatigue characteristics of the plasma cutting portion are excellent, for example, among the constituent members of ships, marine structures, bridges, buildings, tanks and automobiles, etc. Thus, it has become possible to provide a steel material that can be suitably used for a member on which stress is repeatedly applied even with plasma cutting, and a method for manufacturing the same. For this reason, both the processing cost and processing time of such a steel material could be reduced.

【0068】かかる効果を有する本発明の意義は、極め
て著しい。
The significance of the present invention having such an effect is extremely remarkable.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】軸力疲労試験片の平面形状を示す説明図であ
る。
FIG. 1 is an explanatory view showing a planar shape of an axial fatigue test piece.

【図2】20トン電気油圧式疲労試験機を示す説明図であ
る。
FIG. 2 is an explanatory view showing a 20-ton electrohydraulic fatigue tester.

【図3】オーステナイト粒径 (μm) が疲労限度Δσw
(N/mm2)に及ぼす影響を示すグラフである。
Fig. 3 Austenitic grain size (μm) is the fatigue limit Δσw
6 is a graph showing the effect on (N / mm 2 ).

【図4】焼入れ性指数Dl(mm)が疲労限度Δσw(N/mm2)
に及ぼす影響を示すグラフである。
FIG. 4 shows that the hardenability index Dl (mm) is the fatigue limit Δσw (N / mm 2 )
4 is a graph showing the effect on the stiffness.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 軸力疲労試験片 2 ロードセル 3 油圧シリンダ 4 波形発生器 5 負荷制御器 6 サーボバルブ 7 油圧源 1 Axial force fatigue test piece 2 Load cell 3 Hydraulic cylinder 4 Waveform generator 5 Load controller 6 Servo valve 7 Hydraulic source

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Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 質量%で、 C:0.01〜0.2 %、Si:0.1 〜0.6 %、Mn:0.4 〜1.60
%、 Cr:0.01〜0.6 %、Mo:0.01〜0.5 %、 Nb:0.01〜0.06%および/またはTi:0.005 〜0.03%を
含有する鋼組成を有するとともに、下記(1) 式により規
定される焼入性指数Dlが18以上であって、プラズマ切
断されることにより形成されるプラズマ切断面の硬化層
部におけるオーステナイト粒径が20μm以下である組織
を有することを特徴とするプラズマ切断部の疲労特性に
優れた鋼材。 Dl=DIC×DISi ×DIMn ×DICr ×DIMo ・・・・・・・(1) ただし、符号DICは炭素量の基本値を示し、符号DISi
はSiの焼入性指数 (1+0.7 ×Siの質量%) を示し、符
号DIMn はMnの焼入性指数 [Mn含有量が1.2 %以下の場
合は (1+0.33×Mnの質量%) であり、Mn含有量が1.2
%超の場合は (5+5.1 ×[Mn の質量%−1.2]) であ
る] を示し、符号DICr はCrの焼入性指数(1+2.16×C
rの質量%) を示し、符号DIMo はMoの焼入れ性指数
(1+3 ×Moの質量%) を示す。
C .: 0.01 to 0.2%, Si: 0.1 to 0.6%, Mn: 0.4 to 1.60% by mass.
%, Cr: 0.01 to 0.6%, Mo: 0.01 to 0.5%, Nb: 0.01 to 0.06%, and / or Ti: 0.005 to 0.03%. Fatigue characteristics of the plasma cut portion, wherein the penetration index Dl is 18 or more, and the structure has an austenite grain size of 20 µm or less in the hardened layer portion of the plasma cut surface formed by plasma cutting. Excellent steel material. Dl = D IC × D ISi × D IMn × D ICr × D IMo (1) where D IC represents a basic value of carbon content and D DSi
Indicates the hardenability index of Si (1 + 0.7 × mass% of Si), and the symbol D IMn is the hardenability index of Mn [If the Mn content is 1.2% or less, (1 + 0.33 × mass% of Mn) ) And the Mn content is 1.2
%, It is (5 + 5.1 × [mass% of Mn− 1.2 ])], and the sign D ICr is the hardenability index of Cr (1 + 2.16 × C
The symbol D IMo is the hardenability index of Mo.
(1 + 3 × Mo% by mass).
【請求項2】 さらに、質量%で、Cu:0.05〜0.6 %、
Ni:0.05〜0.6 %およびV:0.01〜0.08%からなる群か
ら選ばれた1種または2種以上を含有する請求項1に記
載されたプラズマ切断部の疲労特性に優れた鋼材。
2. The composition according to claim 1, further comprising Cu in an amount of 0.05 to 0.6% by mass.
2. The steel material according to claim 1, which contains one or more selected from the group consisting of Ni: 0.05 to 0.6% and V: 0.01 to 0.08%.
【請求項3】 質量%で、 C:0.01〜0.2 %、Si:0.1 〜0.6 %、Mn:0.4 〜1.60
%、 Cr:0.01〜0.6 %、Mo:0.01〜0.5 %、 Nb:0.01〜0.06%および/またはTi:0.005 〜0.03%を
含有する鋼組成を有するとともに、下記(1) 式により規
定される焼入性指数Dlが18以上である鋼を、1200℃以
下の温度域に加熱した後、Ar3 点以上(Ar3点+50℃) 以
下の温度域で圧延を終了した後、空冷または30℃/分以
下の冷却速度での冷却を行うことを特徴とするプラズマ
切断部の疲労特性に優れた鋼材の製造方法。 Dl=DIC×DISi ×DIMn ×DICr ×DIMo ・・・・・・・(1) ただし、符号DICは炭素量の基本値を示し、符号DISi
はSiの焼入性指数 (1+0.7 ×Siの質量%) を示し、符
号DIMn はMnの焼入性指数 [Mn含有量が1.2 %以下の場
合は (1+0.33×Mnの質量%) であり、Mn含有量が1.2
%超の場合は (5+5.1 ×[Mn の質量%−1.2]) であ
る] を示し、符号DICr はCrの焼入性指数(1+2.16×C
rの質量%) を示し、符号DIMo はMoの焼入れ性指数
(1+3 ×Moの質量%) を示す。
3. In mass%, C: 0.01 to 0.2%, Si: 0.1 to 0.6%, Mn: 0.4 to 1.60.
%, Cr: 0.01 to 0.6%, Mo: 0.01 to 0.5%, Nb: 0.01 to 0.06%, and / or Ti: 0.005 to 0.03%. After heating the steel having the penetration index Dl of 18 or more to a temperature range of 1200 ° C. or less, after finishing rolling at a temperature range of Ar 3 points or more (Ar 3 points + 50 ° C.) or less, air cooling or 30 ° C. / A method for producing a steel material having excellent fatigue characteristics in a plasma cut portion, wherein the steel material is cooled at a cooling rate of not more than one minute. Dl = D IC × D ISi × D IMn × D ICr × D IMo (1) where D IC represents a basic value of carbon content and D DSi
Indicates the hardenability index of Si (1 + 0.7 × mass% of Si), and the symbol D IMn is the hardenability index of Mn [If the Mn content is 1.2% or less, (1 + 0.33 × mass% of Mn) ) And the Mn content is 1.2
%, It is (5 + 5.1 × [mass% of Mn− 1.2 ])], and the sign D ICr is the hardenability index of Cr (1 + 2.16 × C
The symbol D IMo is the hardenability index of Mo.
(1 + 3 × Mo% by mass).
【請求項4】 前記鋼は、さらに、質量%で、Cu:0.05
〜0.6 %、Ni:0.05〜0.6 %およびV:0.01〜0.08%か
らなる群から選ばれた1種または2種以上を含有する請
求項3に記載されたプラズマ切断部の疲労特性に優れた
鋼材の製造方法。
4. The steel further comprises, in mass%, Cu: 0.05
4. The steel material according to claim 3, wherein the steel material contains one or more selected from the group consisting of -0.6%, Ni: 0.05-0.6% and V: 0.01-0.08%. Manufacturing method.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2005054533A1 (en) * 2003-12-01 2005-06-16 Sumitomo Metal Industries, Ltd. Steel product excellent in fatigue characteristics and method for production thereof
CN112962023A (en) * 2021-01-29 2021-06-15 江苏永钢集团有限公司 Narrow hardenability gear steel and manufacturing method thereof

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