JP2006265698A - 厚肉低降伏比高張力鋼板の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】スラブを1000〜1300℃に加熱し、熱間圧延した後、500℃以下の温度まで水冷により加速冷却して板厚40mm以上の厚肉高張力鋼板を製造するにあたり、加速冷却時の板厚方向1/4t位置と板厚方向1/2t位置の少なくとも700〜500℃の温度帯の冷却速度の差が15%以内となるように鋼板の表面からの冷却を制御する。
【選択図】なし
Description
図1に、鋼の成分組成と圧延・冷却開始・停止条件を一定としたときの引張特性に及ぼす冷却速度の影響を示す。ここでは、成分組成を0.08C−0.25Si−1.58Mn−0.28Cu−0.30Ni−0.29Cr−0.04V−0.015Ti−0.0014B(数字は質量%)とし、製造条件を1100℃加熱−800℃圧延仕上げ−加速冷却450℃停止とした。この図に示すように、冷却速度が2.5℃/sec以下では、強度が目標(本試験での目標は降伏強度YS≧385MPa)を満足せず、また、冷却速度が10℃/sec以上では、降伏比YRが80%を超え、強度と降伏比を両立させるには最適な冷却速度範囲(本条件の場合2.5〜10℃/sec)が存在する。この最適冷却速度範囲は、フェライト+ベイナイトの最適な組織の得られる範囲であり、強度および降伏比は、冷却速度以外にも成分や圧延条件、焼戻し条件などによって変化し、低い冷却速度の条件であっても、成分調整などで、目標性能を満足させることが可能である。
以下、これらの限定理由について説明する。
圧延加熱温度は、強度確保の観点から1000℃以上とするが、加熱温度が高くなりすぎると靱性が劣化するため、上限を1300℃とする。好ましくは1050〜1200℃である。
冷却停止温度を500℃より高くすると、1/2t位置の冷却速度が遅くなり1/2tの強度が低下する。そのため500℃以下とする。
以下、各添加元素の含有量の限定理由を説明する。
Cは鋼の常温強度、高温強度を安定して確保するための有効な元素であるが、C含有量が高くなると靱性や溶接性を劣化させる。このため、C含有量を0.01〜0.18%とした。
Siは脱酸元素として有効な元素であり、そのために少なくとも0.01%以上の添加が必要である。また、Siは固溶強化に対しても有効な元素であるが、0.5%を超えると延靭性が低下することや、常温強度を必要以上に上げてしまう。このため、Si含有量を0.01〜0.5%とした。
Mnは強度確保の上で有効な元素であり、そのために0.3%以上の添加が必要である。また、2.5%を超えると溶接性が劣化するとともに常温強度を必要以上に高める。このため、Mn含有量を0.3〜2.5%とした。
Cuは固溶強化に対し有効な元素であるから、必要に応じて添加することができる。しかし、0.03%未満ではこのような効果が小さく、1%を超えるとコスト上昇に加えて、鋼板の表面疵の問題があるため、添加する場合は0.03〜1%の範囲であることが好ましい。
Niは低温靭性の向上や焼入性の向上を通して強度の向上に有効な元素であるから必要に応じて添加することができる。しかし、0.03%未満ではこのような効果が小さく、またNiは高価な元素であり、2%を超えるとコストが上昇するため、添加する場合は0.03〜2%の範囲であることが好ましい。
Crは固溶強化により強度を上昇させるのに有効な元素であるから必要に応じて添加することができる。しかし、0.03%未満ではこのような効果が小さく、また、0.5%を超えて添加すると溶接性を劣化させるので、添加する場合は0.03〜0.3%の範囲であることが好ましい。
Moは焼入性の向上、析出強化等により鋼の強度を上昇させる有効な元素であるから必要に応じて添加することができる。しかし、0.03%未満ではこのような効果が小さく、また、0.5%を超えて添加すると、コスト高になる上に溶接性も劣化させ、さらにYRが高くなる傾向にあるため、添加する場合は0.03〜0.5%の範囲であることが好ましい。
Vは焼入性および析出強化により強度を上昇させるのに有効であるから必要に応じて添加することができる。しかし、0.02%未満ではこのような効果が小さく、また、0.15%を超えて添加すると溶接性が劣化するため、添加する場合は0.02〜0.15%の範囲であることが好ましい。
Tiは結晶粒の微細化に有効であり靱性を向上させ、また、NをTiNとして固定する効果を有するため、必要に応じて添加することができる。そして、このような効果は、Mo,Nb(および/またはV)と複合添加することによりさらに大きくなる。しかし、0.005%未満ではこのような効果が小さく、0.1%を超えると溶接性が劣化するため、添加する場合は0.005〜0.1%の範囲であることが好ましい。
Nbは結晶粒の微細化に有効であり靱性を向上させ、また、焼入性の向上、析出強化により強度を上昇させるのに有効であるから必要に応じて添加することができる。しかし、0.005%未満ではこのような効果が小さく、また、0.05%を超えて添加すると溶接性を劣化させるとともにYRを高めるため、添加する場合は0.005〜0.05%の範囲であることが好ましい。
Bは、焼入性の向上に有効な元素であり、強度を向上させるため、必要に応じて添加することができる。しかし、0.0003%未満ではその効果が小さく、また、0.002%を超えて添加すると溶接性を劣化させるため、添加する場合は0.0003〜0.002%の範囲であることが好ましい。
Mg:0.0005〜0.005%
REM:0.0005〜0.02%
Ca、Mg、REMは介在物の形態制御やS等の不純物元素の固定を通して靭性の向上などに有効であるから必要に応じて添加することができる。そして、これらを添加する場合は、このような特性を有効に発揮することができる観点から、Ca:0.0005〜0.005%、Mg:0.0005〜0.005%、REM:0.0005〜0.02%の範囲であることが好ましい。
表1に実施例の供試鋼の成分組成を示す。鋼1は合金元素としてSi、Mn以外を添加しない成分系であり、鋼2〜7は合金元素としてSi、Mnの他、Cu、Ni、Cr、Mo、V、Nb、Ti、B、Ca、Mg、REMの1種または2種以上を添加した成分系である。
Claims (4)
- スラブを1000〜1300℃に加熱し、熱間圧延した後、500℃以下の温度まで水冷により加速冷却して、板厚40mm以上の厚肉高張力鋼板を製造するにあたり、加速冷却時の板厚方向1/4t位置と板厚方向1/2t位置の少なくとも700〜500℃の温度帯の冷却速度の差が15%以内となるように鋼板の表面からの冷却を制御することを特徴とする厚肉低降伏比高張力鋼板の製造方法。
- スラブを1000〜1300℃に加熱し、熱間圧延した後、500℃以下の温度まで水冷により加速冷却して、質量%で、C:0.01〜0.18%、Si:0.01〜0.5%、Mn:0.3〜2.5%を含有し、残部が実質的にFeからなる板厚40mm以上の厚肉高張力鋼板を製造するにあたり、加速冷却時の板厚方向1/4t位置と板厚方向1/2t位置の少なくとも700〜500℃の温度帯の冷却速度の差が15%以内となるように鋼板の表面からの冷却を制御することを特徴とする厚肉低降伏比高張力鋼板の製造方法。
- スラブを1000〜1300℃に加熱し、熱間圧延した後、500℃以下の温度まで水冷により加速冷却して、質量%で、C:0.01〜0.18%、Si:0.01〜0.5%、Mn:0.3〜2.5%を含有し、さらに、Cu:0.03〜1%、Ni:0.03〜2%、Cr:0.03〜0.5%、Mo:0.03〜0.5%、V:0.02〜0.15%、Ti:0.005〜0.1%、Nb:0.005〜0.05%、B:0.0004〜0.002%、Ca:0.0005〜0.005%、Mg:0.0005〜0.005%、REM:0.0005〜0.02%を1種または2種以上含有し、残部実質的にFeからなる板厚40mm以上の厚肉高張力鋼板を製造するにあたり、加速冷却時の板厚方向1/4t位置と板厚方向1/2t位置の少なくとも700〜500℃の温度帯の冷却速度の差が15%以内となるように鋼板の表面からの冷却を制御することを特徴とする厚肉低降伏比高張力鋼板の製造方法。
- 前記加速冷却は、水冷と非水冷とを1回以上繰り返して付与するパターンを有し、これにより鋼板表面からの冷却を制御することを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の厚肉低降伏比高張力鋼板の製造方法。
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