JP2007138271A - High yield ratio high tensile strength steel plate having excellent toughness in weld heat-affected zone - Google Patents

High yield ratio high tensile strength steel plate having excellent toughness in weld heat-affected zone Download PDF

Info

Publication number
JP2007138271A
JP2007138271A JP2005336682A JP2005336682A JP2007138271A JP 2007138271 A JP2007138271 A JP 2007138271A JP 2005336682 A JP2005336682 A JP 2005336682A JP 2005336682 A JP2005336682 A JP 2005336682A JP 2007138271 A JP2007138271 A JP 2007138271A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
less
haz
toughness
yield ratio
steel
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2005336682A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP4464909B2 (en
Inventor
Hiromichi Onishi
宏道 大西
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kobe Steel Ltd
Original Assignee
Kobe Steel Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Kobe Steel Ltd filed Critical Kobe Steel Ltd
Priority to JP2005336682A priority Critical patent/JP4464909B2/en
Priority to CNB2006101604150A priority patent/CN100491575C/en
Priority to KR1020060115069A priority patent/KR20070054112A/en
Publication of JP2007138271A publication Critical patent/JP2007138271A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP4464909B2 publication Critical patent/JP4464909B2/en
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C38/00Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/28Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with titanium or zirconium
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C38/00Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/001Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing N
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C38/00Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/002Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing In, Mg, or other elements not provided for in one single group C22C38/001 - C22C38/60
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C38/00Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/005Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing rare earths, i.e. Sc, Y, Lanthanides
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C38/00Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/02Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing silicon
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C38/00Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/04Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing manganese
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C38/00Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/06Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing aluminium
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C38/00Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/26Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with niobium or tantalum

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Heat Treatment Of Steel (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a high yield ratio high tensile strength steel plate having a tensile strength in a class of 570 MPa, in which high heat input HAZ toughness is improved as much as possible. <P>SOLUTION: The high yield ratio high tensile strength steel plate has a suitably controlled chemical componential composition; wherein, HM value prescribed by the following equation (1) satisfies 0.10 to <0.25%, HG value prescribed by the following equation (2) satisfies 0.02 to <0.08%, and HB value prescribed by the following equation (3) satisfies ≤0.0%, respectively, and also has a structure in which the fraction of bainite is ≥90 area%. Formula (1)-(3) are: (1) HM=[C]+[Mn]/30+[Cr]/30+[Mo]/5+[Si]/5; (2) HG=-[C]+[Mn]/25+[Cr]/25-[Mo]/30-[Si]/10; and (3) HB=-[Cr]/10+[Mn]/10-[Nb]; wherein [C], [Mn], [Cr], [Mo], [Si] and [Nb] denote the contents (mass%) of C, Mn, Cr, Mo, Si and Nb, respectively. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、溶接熱影響部(HAZ)での靭性に優れ、しかも引張強さが570MPa以上の高降伏比高張力鋼板に関するものである。   The present invention relates to a high-yield ratio high-tensile steel sheet having excellent toughness in a weld heat affected zone (HAZ) and having a tensile strength of 570 MPa or more.

引張強さが570MPa以上の高降伏比高張力鋼板は、各種建築構造物や橋梁等の素材として用いられている。建築構想物等は高張力鋼板を溶接することによって構築されることになるのであるが、高張力鋼板に要求される特性としては、大入熱溶接を適用したときの溶接熱影響部(HAZ)の靭性が良好であることが必要である。   High yield ratio high tensile steel sheets having a tensile strength of 570 MPa or more are used as materials for various building structures and bridges. Architectural concepts and the like are constructed by welding high-tensile steel plates, but the characteristics required for high-tensile steel plates include the weld heat affected zone (HAZ) when high heat input welding is applied. It is necessary that the toughness is good.

また、地震に対する終局耐力設計の適用に対して、降伏比[降伏強度/引張強さ×100(%)]が小さいこと(即ち、塑性変形能が高いこと)が要求されることもあるが(建築用途の場合、80%以下)、使用鋼材(鋼重)の削減という観点からすれば、用途によっては高降伏(上記降伏比が80以上)であることが好ましい。   In addition, it is sometimes required that the yield ratio [yield strength / tensile strength × 100 (%)] is small (that is, the plastic deformability is high) for the application of ultimate strength design for earthquakes. In the case of building use, 80% or less), and from the viewpoint of reduction of steel materials (steel weight), it is preferable that the yield is high yield (the yield ratio is 80 or more) depending on the use.

引張強さが570MPa以上の高張力鋼において、HAZ靭性の改善を図る技術として、例えば特許文献1に示されるような技術が提案されている。この技術では、Cを極低としてベイナイト相を基本組織(低温変態ベイナイト組織)とすることによって、大入熱溶接時における島状マルテンサイト相(M−A相)の生成を抑制すると共に、焼入れ性向上元素であるMnおよびCr(必要によってはMo)を所定の関係式を満足するように積極的に添加し、且つ大入熱HAZ靭性を低下する元素であるVおよびNbを所定の関係式を満足するように制御し、更にBを添加するものである。   As a technique for improving the HAZ toughness in a high-tensile steel having a tensile strength of 570 MPa or more, for example, a technique shown in Patent Document 1 has been proposed. In this technology, C is extremely low and the bainite phase is made into a basic structure (low temperature transformation bainite structure), thereby suppressing the formation of island martensite phase (MA phase) during high heat input welding and quenching. Active elements Mn and Cr (Mo if necessary) are positively added so as to satisfy the predetermined relational expression, and V and Nb, which are elements that lower the high heat input HAZ toughness, are added to the predetermined relational expression. In order to satisfy the above, B is further added.

Cを極低としてベイナイト組織(以下、「極低Cベイナイト組織」と呼ぶ)にすることは、M−A相の生成を抑制し、大入熱HAZ靭性を向上する上では有効であるが、極低Cベイナイト組織にするだけでは必ずししもHAZ組織の制御が適正になされるとは言えず、場合によっては十分な大入熱HAZ靭性が得られないことがあった。   Making C a very low bainite structure (hereinafter referred to as “ultra-low C bainite structure”) is effective in suppressing the formation of the MA phase and improving the high heat input HAZ toughness. It cannot always be said that the control of the HAZ structure is properly performed only by making the extremely low C bainite structure, and in some cases, sufficient large heat input HAZ toughness may not be obtained.

一方、特許文献2には、極低C(C含有量:0.03%以下)で、NbやBの量を適正化することによって、冷却速度依存性の少ない(即ち、材質のばらつきの少ない)極低Cベイナイト鋼とする技術が提案されている。またこの技術では、大入熱HAZ靭性を向上するという観点から、酸化物系介在物(Ti,Ca,Al,REMの酸化物)を均一分散させることによってHAZにおける旧オーステナイト粒の粗大化を抑制することも示されている。   On the other hand, Patent Document 2 discloses a very low C (C content: 0.03% or less) and less dependence on the cooling rate by optimizing the amounts of Nb and B (that is, less variation in material). ) A technique for producing ultra-low C bainitic steel has been proposed. This technology also suppresses coarsening of prior austenite grains in HAZ by uniformly dispersing oxide inclusions (Ti, Ca, Al, and REM oxides) from the viewpoint of improving high heat input HAZ toughness. It has also been shown to do.

しかしながら、溶接入熱量が大きくなれば、HAZにおける旧オーステナイト粒の粗大化にも限界があり、旧オーステナイト粒の粗大化抑制だけでは、大入熱HAZ靭性が良好にならない場合がある。
特許第3602471号公報 特許請求の範囲等 特開2000−345239号公報 特許請求の範囲等
However, if the welding heat input becomes large, there is a limit to the coarsening of the prior austenite grains in the HAZ, and the large heat input HAZ toughness may not be improved only by suppressing the coarsening of the prior austenite grains.
Japanese Patent No. 3606021 Patent Claim etc. JP, 2000-345239, A Claims etc.

本発明は、こうした従来技術における課題を解決するためになされたものであって、その目的は、大入熱HAZ靭性を極力改善した引張強さ570MPa級の高降伏比高張力鋼板を提供することにある。   The present invention has been made to solve such problems in the prior art, and an object of the present invention is to provide a high-yield-ratio high-tensile steel sheet having a tensile strength of 570 MPa that has improved high heat input HAZ toughness as much as possible. It is in.

上記目的を達成し得た本発明の高降伏比高張力鋼板とは、C:0.01〜0.05%(質量%の意味、以下同じ)、Si:1.0%以下(0%を含まない)、Mn:0.5〜2.0%、P:0.5以下(0%を含む)、S:0.01%以下(0%を含む)、Al:0.01〜0.07%、Cr:0.5〜2.0%、Mo:0.5%以下(0%を含む)、Nb:0.0020〜0.030%、Ti:0.005〜0.03%、B:0.0005〜0.0030%、Ca:0.0005〜0.005%、N:0.0020〜0.0080%を夫々含有すると共に、下記(1)式で規定されるHM値が0.10%以上、0.25%未満、下記(2)式で規定されるHG値が0.02%以上、0.08%未満、および下記(3)式で規定されるHB値が0.0%以下を夫々満足し、且つベイナイト分率が90面積%以上の組織である点に要旨を有するものである。
HM=[C]+[Mn]/30+[Cr]/30+[Mo]/5+[Si]/5 …(1)
HG=-[C]+[Mn]/25+[Cr]/25-[Mo]/30-[Si]/10 …(2)
HB=-[Cr]/10+[Mn]/10-[Nb] …(3)
但し、[C],[Mn],[Cr],[Mo],[Si]および[Nb]は、夫々C,Mn,Cr,Mo,SiおよびNbの含有量(質量%)を示す。
The high-yield ratio high-tensile steel sheet of the present invention that has achieved the above-mentioned object is: C: 0.01 to 0.05% (meaning mass%, hereinafter the same), Si: 1.0% or less (0% Not contained), Mn: 0.5 to 2.0%, P: 0.5 or less (including 0%), S: 0.01% or less (including 0%), Al: 0.01 to 0. 07%, Cr: 0.5-2.0%, Mo: 0.5% or less (including 0%), Nb: 0.0020-0.030%, Ti: 0.005-0.03%, B: 0.0005 to 0.0030%, Ca: 0.0005 to 0.005%, N: 0.0020 to 0.0080%, respectively, and the HM value defined by the following formula (1) is HG value 0.10% or more, less than 0.25%, HG value specified by the following formula (2) is 0.02% or more, less than 0.08%, and the following formula (3) 0.0% or less respectively satisfied, and bainite fraction of those with the spirit to a point which is 90 area% or more tissues.
HM = [C] + [Mn] / 30 + [Cr] / 30 + [Mo] / 5 + [Si] / 5 (1)
HG =-[C] + [Mn] / 25 + [Cr] / 25- [Mo] / 30- [Si] / 10 (2)
HB =-[Cr] / 10 + [Mn] / 10- [Nb] (3)
However, [C], [Mn], [Cr], [Mo], [Si] and [Nb] indicate the contents (mass%) of C, Mn, Cr, Mo, Si and Nb, respectively.

本発明の高降伏比高張力鋼板には、必要によって、(a)Cu:3.0%以下(0%を含まない)および/またはNi:3.0%以下(0%を含まない)、(b)V:0.05%以下(0%を含まない)、(c)Mg:0.005%以下(0%を含まない)、(d)Zr:0.005%以下(0%を含まない)、(e)希土類元素:0.0003〜0.03%、等を含有することも有効であり、これら含有される成分に応じて高張力鋼板の特性を更に向上させることができる。   In the high yield ratio high tensile strength steel sheet of the present invention, if necessary, (a) Cu: 3.0% or less (not including 0%) and / or Ni: 3.0% or less (not including 0%), (B) V: 0.05% or less (excluding 0%), (c) Mg: 0.005% or less (not including 0%), (d) Zr: 0.005% or less (excluding 0%) (E) rare earth elements: 0.0003 to 0.03%, etc. are also effective, and the properties of the high-tensile steel sheet can be further improved depending on the components contained.

本発明の高張力鋼板では、HAZ靭性に影響を与える要因である、M―A相量、旧オーステナイト粒径およびベイナイトブロックサイズを、化学成分組成を厳密に規定して適正化を図ることによって、良好なHAZ靭性を安定して確保できる引張強度570MPa級のベイナイト高降伏比高張力鋼板が実現でき、こうした高張力鋼板は各種建築構造物等の素材として極めて有用である。   In the high-strength steel sheet of the present invention, the MA phase amount, the prior austenite grain size, and the bainite block size, which are factors affecting HAZ toughness, are stipulated by strictly defining the chemical composition, A bainite high-yield ratio high-tensile steel sheet having a tensile strength of 570 MPa that can stably ensure good HAZ toughness can be realized, and such a high-tensile steel sheet is extremely useful as a material for various building structures.

良好なHAZ靭性を得るための鋼板としては、極低Cベイナイト組織を有するものが汎用されている。本発明者らは、こうした組織を有する鋼板を基本として、そのHAZ靭性を更に改善するために手段について様々な角度から検討した。   As steel plates for obtaining good HAZ toughness, steel plates having an extremely low C bainite structure are widely used. The present inventors examined the means from various angles in order to further improve the HAZ toughness based on the steel sheet having such a structure.

これまで提案されている技術では、HAZ靭性に影響を与える要因として、HAZにおけるM―A相量や旧オーステナイト粒径等が知られている。またこれらの要因に加え、旧オーステナイト粒内の組織単位(ベイナイトブロック)のサイズを適正に制御することも重要な要因であることを知見した。   In the techniques proposed so far, as the factors affecting the HAZ toughness, the MA phase amount in HAZ, the prior austenite grain size, and the like are known. In addition to these factors, it was found that appropriately controlling the size of the structural units (bainite blocks) in the prior austenite grains is also an important factor.

本発明者らは、高張力鋼に一般的に含有されている元素(C,Si,Mn,Cr,Mo,Nb等)において、これらが(1)M―A相量、(2)旧オーステナイト粒径および(3)ベイナイトブロックサイズの夫々の要因に与える影響について、更に詳細な検討を加えた。その結果、上記要件毎に特定の元素よってその関係式を規定してやれば、いずれの要件も良好なものとなって、HAZ靭性が格段に良好になることを見出し、本発明を完成した。本発明においては、特定の元素によって上記(1)式〜(3)式の様に夫々規定されるHM値、HG値およびHB値が所定の範囲を満足する必要があるが、これらの範囲限定理由は次の通りである。   In the elements (C, Si, Mn, Cr, Mo, Nb, etc.) generally contained in the high-tensile steel, the present inventors have (1) the amount of the MA phase and (2) the prior austenite. Further detailed investigations were made on the influence of particle size and (3) bainite block size on each factor. As a result, it has been found that if the relational expression is defined by a specific element for each of the above requirements, all the requirements are good, and the HAZ toughness is remarkably improved, and the present invention has been completed. In the present invention, the HM value, the HG value, and the HB value respectively defined by the specific elements as in the above formulas (1) to (3) need to satisfy a predetermined range. The reason is as follows.

0.10(%)≦HM<0.25(%)
HAZ靭性を向上するには、HAZにおいて破壊の起点となるM−A相の量をできるだけ低減する必要がある。M−A相は組織中のCが濃化し、その部分の変態温度が低下することによって、マルテンサイトと残留オーステナイトが組織中に析出した相である。従って、M−A相を低減するためには、C含有量自体を低減することが有効なものとなる。また、M−A相の低減には、オーステナイト安定化元素(Mn,Cr,Mo,Si等)を低減することで残留オーステナイト量を少なくする必要がある。しかしながら、C含有量やオーステナイト安定化元素を低減させ過ぎると、強度が確保できなくなるという問題が生じる。即ち、上記HM値が0.25%未満になるような鋼板では、HAZ中のM−A相が十分に少なくなって良好な靭性を示すものとなる。また、HM値が0.10%未満となると、焼入れ性が低下し、極低Cベイナイト組織が十分に生成せず、フェライト主体の組織となり、鋼板として要求される強度が確保できなくなる。
0.10 (%) ≤ HM <0.25 (%)
In order to improve the HAZ toughness, it is necessary to reduce as much as possible the amount of the MA phase that is the starting point of fracture in the HAZ. The M-A phase is a phase in which martensite and retained austenite are precipitated in the structure due to the concentration of C in the structure and the lowering of the transformation temperature in that portion. Therefore, in order to reduce the MA phase, it is effective to reduce the C content itself. In order to reduce the MA phase, it is necessary to reduce the amount of retained austenite by reducing the austenite stabilizing elements (Mn, Cr, Mo, Si, etc.). However, if the C content and the austenite stabilizing element are excessively reduced, there arises a problem that the strength cannot be secured. That is, in the steel sheet in which the HM value is less than 0.25%, the MA phase in the HAZ is sufficiently reduced to exhibit good toughness. On the other hand, when the HM value is less than 0.10%, the hardenability is lowered, the ultra-low C bainite structure is not sufficiently generated, and the structure is mainly composed of ferrite, and the strength required for the steel sheet cannot be ensured.

0.02(%)≦HG<0.08(%)
HAZにおける旧オーステナイト粒の粗大化を抑制するには、TiNを活用することは一般的であり、本発明においてもTiNを活用しており、上記の範囲内にあれば十分にその効果がある。その他、窒化物、炭化物、酸化物等によるオーステナイト粒成長のピン止めや粒成長自体を遅らせるといった観点から、C,Mn,Cr,Mo,Siの影響を定量的に調査した結果、HG値を導いた。上記HG値が0.08%未満になるような鋼板では、HAZ中の旧オーステナイト粒の粗大化が抑制されることになり、良好な靭性を示すものとなる。また、HG値が0.02%未満となると、極低Cベイナイト組織が十分に生成せず、鋼板として要求される強度が確保できなくなる。
0.02 (%) ≦ HG <0.08 (%)
In order to suppress the coarsening of the prior austenite grains in the HAZ, it is common to use TiN. In the present invention, TiN is also used, and if it is within the above range, it is sufficiently effective. In addition, from the viewpoint of pinning austenite grain growth by nitrides, carbides, oxides, etc. and delaying grain growth itself, the results of quantitative investigation of the effects of C, Mn, Cr, Mo, Si, led to the HG value It was. In a steel sheet having an HG value of less than 0.08%, coarsening of prior austenite grains in the HAZ will be suppressed, and good toughness will be exhibited. On the other hand, when the HG value is less than 0.02%, an extremely low C bainite structure is not sufficiently generated, and the strength required for the steel sheet cannot be secured.

HB≦0.0(%)
HAZでの旧オーステナイト粒内の組織単位(ベイナイトブロック)を細かくすることによって、破壊時の亀裂伝播抵抗が大きくなり、HAZ靭性を向上できる。上記HB値が0.0%以下となるような鋼板では、HAZにおける旧オーステナイト粒内から方位の異なる多数のベイナイトラスが発達しており、良好な靭性を示すものとなる。ベイナイトブロックサイズの微細化を促進する元素は他にもあるが(例えば、Cu,Ni等)、その効果は少なく、本発明では上記三元素のみによって規定した。特に、Cr量が多いことが特徴となる。
HB ≦ 0.0 (%)
By reducing the structure unit (bainite block) in the prior austenite grains in the HAZ, the crack propagation resistance at the time of fracture increases, and the HAZ toughness can be improved. In a steel sheet having an HB value of 0.0% or less, a large number of bainite laths having different orientations are developed from the former austenite grains in the HAZ, and good toughness is exhibited. There are other elements that promote the refinement of the bainite block size (for example, Cu, Ni, etc.), but their effects are small, and in the present invention, they are defined only by the above three elements. In particular, it is characterized by a large amount of Cr.

本発明の高張力鋼板は、ベイナイト組織を基本とするものであるが、こうしたベイナイト組織は極低Cにも拘わらず570MPa以上の強度を確保するためにも有用である。一般的に、ラインパイプなどにおいては、フェライト組織を主体とすることによって高強度を実現しているが、フェライト組織では、低温圧延を施すことによって、微細なフェライトとして高強度を実現する必要がある。これに対して、ベイナイト組織では、高温圧延でも高強度が実現でき、生産性向上を図る上でも有用である。但し、これらの効果を発揮させるためには、必ずしも100面積%がベイナイト組織である必要はなく、ベイナイト分率で90面積%以上であれば良い。ベイナイトの以外の組織としては、マルテンサイトやフェライト等が挙げられる。   The high-tensile steel sheet of the present invention is based on a bainite structure, but such a bainite structure is useful for securing a strength of 570 MPa or more despite the extremely low C. Generally, in line pipes and the like, high strength is realized by mainly using a ferrite structure, but in a ferrite structure, it is necessary to realize high strength as fine ferrite by performing low temperature rolling. . On the other hand, the bainite structure can achieve high strength even at high temperature rolling, and is useful for improving productivity. However, in order to exhibit these effects, 100 area% does not necessarily need to be a bainite structure, and what is necessary is just 90 area% or more by a bainite fraction. Examples of structures other than bainite include martensite and ferrite.

尚、本発明でのベイナイト組織は、上部または下部ベイナイトに加え、「鋼のベイナイト写真集−1」[日本鉄鋼協会 ベイナイト調査研究会編:(1992).4]に紹介されているベイニティックフェライトまたはグラニュラ-ベイニティックフェライトを含むものである。これらC量を極低化したベイナイト組織(極低Cベイナイト組織)は強度・靭性に優れており、本発明で規定する化学組成の範囲とすることによって得ることができる。   The bainite structure in the present invention includes “steel bainite photo collection-1” [edited by Japan Iron and Steel Institute, bainite research group: (1992). 4] including bainitic ferrite or granular bainitic ferrite introduced in [4]. The bainite structure (extremely low C bainite structure) in which the amount of C is extremely reduced is excellent in strength and toughness, and can be obtained by setting the chemical composition within the range specified in the present invention.

本発明の高張力鋼板では、その化学成分組成を厳密に調整することも重要な要件であるが、その範囲限定理由は、次の通りである。   In the high-strength steel sheet of the present invention, it is also an important requirement to strictly adjust the chemical composition, but the reason for limiting the range is as follows.

C:0.01〜0.05%
Cは高張力鋼の強度を増大させるのに有効な元素であり、所望の強度を確保するためには0.01%以上含有させる必要がある。しかしながら、Cを過剰に含有させると、M−A相またはセメンタイトが多量に形成されて極低Cベイナイト組織を安定して生成させることが困難になる。こうしたことから、その上限は0.05%とする必要がある。
C: 0.01 to 0.05%
C is an element effective for increasing the strength of high-strength steel, and needs to be contained in an amount of 0.01% or more in order to ensure a desired strength. However, when C is excessively contained, a large amount of MA phase or cementite is formed, and it becomes difficult to stably generate an extremely low C bainite structure. For these reasons, the upper limit needs to be 0.05%.

Si:1.0%以下(0%を含まない)
Siは冷却条件によらず固溶強化により鋼の強度を増加させるのに有効な元素であるが、過剰に含有させると鋼材(母材)に島状マルテンサイト相(M―A相)を多量に析出させて靭性を劣化させる。こうしたことから、その上限を1.0%とした。尚、Si含有量の好ましい上限は0.5%である。
Si: 1.0% or less (excluding 0%)
Si is an effective element for increasing the strength of steel by solid solution strengthening regardless of the cooling conditions. However, if it is excessively contained, a large amount of island martensite phase (MA phase) is added to the steel (base material). It precipitates in and deteriorates toughness. For these reasons, the upper limit was made 1.0%. In addition, the upper limit with preferable Si content is 0.5%.

Mn:0.5〜2.0%
Mnは極低Cベイナイト組織を生成させて鋼材を強化するのに有効な元素であり、こうした効果を発揮させるためには、Mnは0.5%以上含有させる必要がある。しかしながらMnを過剰に含有させると、母材の靭性劣化を引き起こすので上限を2.0%とする。Mn含有量の好ましい下限は0.7%であり、好ましい上限は1.8%である。
Mn: 0.5 to 2.0%
Mn is an element effective for strengthening steel by generating an extremely low C bainite structure. In order to exert such an effect, Mn needs to be contained in an amount of 0.5% or more. However, if Mn is excessively contained, the toughness of the base material is deteriorated, so the upper limit is made 2.0%. The minimum with preferable Mn content is 0.7%, and a preferable upper limit is 1.8%.

P:0.5%以下(0%を含む)およびS:0.02%以下(0%を含む)
Pは結晶粒に偏析し、延性や靭性に有害に作用する不純物であるので、できるだけ少ない方が好ましいのであるが(0%を含む)、不可避的に鋼材に混入することを考慮して0.5%以下に抑制するのが良い。またSは、鋼材中の合金元素と反応して種々の介在物を形成し、鋼材の延性や靭性に有害に作用するので不純物であるので、できるだけ少ない方が好ましいのであるが(0%を含む)、不可避的に混入することを考慮して0.02%以下に抑制するのが良い。
P: 0.5% or less (including 0%) and S: 0.02% or less (including 0%)
P is an impurity that segregates in crystal grains and adversely affects ductility and toughness. Therefore, it is preferable that P be as small as possible (including 0%). It is good to suppress to 5% or less. Further, S is an impurity because it reacts with alloy elements in the steel material to form various inclusions and adversely affects the ductility and toughness of the steel material. Therefore, it is preferable that S be as small as possible (including 0%). ), It is better to suppress to 0.02% or less in consideration of inevitably mixed.

Al:0.01〜0.07%
Alは脱酸剤として有効な元素であると共に、鋼材中のNを固定することによって、Bの固溶量を増加させる元素である。これによって、Bによる焼入れ性向上効果が向上することになる。こうした効果を発揮させるためには、Al含有量は0.01%以上とする必要がある。しかしながら、過剰に含有されると鋼材(母材)に島状マルテンサイト相(M―A相)を多量に析出させて靭性を劣化させる。こうしたことから、その上限を0.07%とした。尚、Al含有量の好ましい下限は0.02%であり、好ましい上限は0.05%である。
Al: 0.01 to 0.07%
Al is an element effective as a deoxidizing agent, and is an element that increases the solid solution amount of B by fixing N in the steel material. Thereby, the effect of improving hardenability by B is improved. In order to exert such effects, the Al content needs to be 0.01% or more. However, if contained excessively, a large amount of island-like martensite phase (MA phase) is precipitated in the steel material (base material) to deteriorate toughness. For these reasons, the upper limit was made 0.07%. In addition, the minimum with preferable Al content is 0.02%, and a preferable upper limit is 0.05%.

Cr:0.5〜2.0%
Crは極低Cベイナイト組織を得るために重要な元素である。また、HAZ組織においてはベイナイトブロックサイズを低減するためにも有効である。更に、焼入れ性を向上させて鋼材の強度を確保する上でも有効な元素である。これらの効果を発揮させるためには、Crは0.5%以上含有させる必要がある。しかしながら、Crの含有量が過剰になって2.0%を超えると、粗大な析出物を形成するので、母材およびHAZのいずれの靭性も劣化する。尚、Cr含有量の好ましい下限は0.7%であり、好ましい上限は1.8%である。
Cr: 0.5 to 2.0%
Cr is an important element for obtaining an extremely low C bainite structure. It is also effective for reducing the bainite block size in the HAZ structure. Furthermore, it is an element effective in improving the hardenability and ensuring the strength of the steel material. In order to exert these effects, it is necessary to contain 0.5% or more of Cr. However, if the Cr content is excessive and exceeds 2.0%, coarse precipitates are formed, so that the toughness of both the base material and the HAZ deteriorates. In addition, the minimum with preferable Cr content is 0.7%, and a preferable upper limit is 1.8%.

Mo:0.5%以下(0%を含む)
Moは焼入性を向上させて強度向上に有効な元素であるが、0.5%を超えて過剰に含有させると、粗大な硬化相となるので、母材およびHAZのいずれの靭性も劣化する。尚、本発明において極低Cベイナイト組織を得るためには、必ずしも必要な元素ではなく、無添加でも良い。但し、Moを含まない場合には、前記(1)式および(2)式は、Moを含まないものとして計算する必要がある。Mo含有量の好ましい上限は0.4%である。
Mo: 0.5% or less (including 0%)
Mo is an element effective in improving the hardenability and improving the strength. However, if it is excessively contained in excess of 0.5%, it becomes a coarse hardened phase, so both the toughness of the base material and the HAZ deteriorate. To do. In addition, in order to obtain an extremely low C bainite structure in the present invention, it is not necessarily a necessary element, and it may not be added. However, when Mo is not included, the above formulas (1) and (2) need to be calculated as not including Mo. The upper limit with preferable Mo content is 0.4%.

Nb:0.005〜0.030%
Nbは極低Cベイナイト組織を得るために重要な元素である。また、HAZ組織においてはベイナイトブロックサイズを低減するためにも有効である。更に、鋼材の強度を確保する上でも有効な元素である。これらの効果を発揮させるためには、Nbは0.005%以上含有させる必要がある。しかしながら、Nbの含有量が過剰になって0.030%を超えて含有させてもその効果は飽和する。尚、Nb含有量の好ましい下限は0.010%であり、好ましい上限は0.025%である。
Nb: 0.005 to 0.030%
Nb is an important element for obtaining an extremely low C bainite structure. It is also effective for reducing the bainite block size in the HAZ structure. Furthermore, it is an effective element for ensuring the strength of the steel material. In order to exhibit these effects, it is necessary to contain Nb 0.005% or more. However, even if the Nb content becomes excessive and exceeds 0.030%, the effect is saturated. In addition, the minimum with preferable Nb content is 0.010%, and a preferable upper limit is 0.025%.

Ti:0.005〜0.03%
Tiは窒化物を形成させ、大入熱溶接時に旧オーステナイト粒の粗大化を抑制、HAZ靭性を向上させるのに有効な元素である。こうした効果を発揮させるためには、Ti含有量は0.005%以上とする必要がある。しかしながら、Tiを過剰に含有させると粗大な介在物を析出させ、却ってHAZ靭性を劣化させるので、その上限を0.03%とする。尚、Ti含有量の好ましい下限は0.010%であり、好ましい上限は0.025%である。
Ti: 0.005 to 0.03%
Ti is an element effective for forming nitrides, suppressing coarsening of prior austenite grains during high heat input welding, and improving HAZ toughness. In order to exert such effects, the Ti content needs to be 0.005% or more. However, if Ti is contained excessively, coarse inclusions are precipitated and the HAZ toughness is deteriorated on the contrary, so the upper limit is made 0.03%. In addition, the minimum with preferable Ti content is 0.010%, and a preferable upper limit is 0.025%.

B:0.0005〜0.0030%
Bは極低Cベイナイト組織を得るために重要な元素である。また焼入性を向上させてフェライト変態を抑制する上でも有効に作用する。そのためには、Bは0.0005%以上含有させる必要がある。しかしながら、Bを過剰に含有させるとその効果が飽和するばかりか、HAZ組織中での介在物(B窒化物)が増加してHAZ靭性は却って低下するので、B含有量の上限は0.0030%とする必要がある。尚、B含有量の好ましい下限は0.0007%であり、好ましい上限は0.002%である。
B: 0.0005 to 0.0030%
B is an important element for obtaining an extremely low C bainite structure. It also works effectively in improving hardenability and suppressing ferrite transformation. For that purpose, B must be contained in an amount of 0.0005% or more. However, when B is contained excessively, not only the effect is saturated, but also inclusions (B nitride) in the HAZ structure increase and the HAZ toughness decreases, so the upper limit of the B content is 0.0030. % Is required. In addition, the minimum with preferable B content is 0.0007%, and a preferable upper limit is 0.002%.

Ca:0.0005〜0.005%
Caは介在物形状の異方性を低減する作用があり、HAZ靭性を向上させるのに有効な元素である。こうした効果を発揮させるためには、0.0005%以上含有させる必要があるが、0.005%を超えて過剰に含有させても介在物が粗大化してHAZ靭性が却って劣化する。尚、Ca含有量の好ましい下限は0.001%であり、好ましい上限は0.004%である。
Ca: 0.0005 to 0.005%
Ca has an effect of reducing the inclusion shape anisotropy, and is an effective element for improving the HAZ toughness. In order to exert such an effect, it is necessary to contain 0.0005% or more. However, even if it exceeds 0.005%, inclusions become coarse and the HAZ toughness deteriorates. In addition, the minimum with preferable Ca content is 0.001%, and a preferable upper limit is 0.004%.

N:0.0020〜0.0080%
大入熱溶接HAZにおいて靭性を高位に確保するためには、旧オーステナイト粒内にTiNを微細析出させて旧オーステナイト粒の粗大化を防止することが有効である。こうした効果を発揮せせるためには、N含有量は0.0020%以上とする必要がある。しかしながら、Nの含有量が過剰になって0.0080%を超えると粗大なTiNが析出して破壊の起点となる。尚、N含有量の好ましい下限は0.003%であり、好ましい上限は0.007%である。
N: 0.0020 to 0.0080%
In order to ensure high toughness in the high heat input welding HAZ, it is effective to prevent TiO from coarsening by precipitating TiN in the prior austenite grains. In order to exert such effects, the N content needs to be 0.0020% or more. However, if the N content becomes excessive and exceeds 0.0080%, coarse TiN precipitates and becomes the starting point of fracture. In addition, the minimum with preferable N content is 0.003%, and a preferable upper limit is 0.007%.

本発明の高降伏比高張力鋼板には、必要によって、(a)Cu:3.0%以下(0%を含まない)および/またはNi:3.0%以下(0%を含まない)、(b)V:0.05%以下(0%を含まない)、(c)Mg:0.005%以下(0%を含まない)、(d)Zr:0.005%以下(0%を含まない)、(e)希土類元素:0.0003〜0.03%、等を含有することも有効であるが、これらの成分を含有させるときの範囲限定理由は、次の通りである。   In the high yield ratio high tensile strength steel sheet of the present invention, if necessary, (a) Cu: 3.0% or less (not including 0%) and / or Ni: 3.0% or less (not including 0%), (B) V: 0.05% or less (excluding 0%), (c) Mg: 0.005% or less (not including 0%), (d) Zr: 0.005% or less (excluding 0%) (E) rare earth elements: 0.0003 to 0.03%, etc. are also effective, but the reasons for limiting the range when these components are contained are as follows.

Cu:3.0%以下および/またはNi:3.0%
CuおよびNiは、母材強度を向上するのに有効な元素である。これらの効果は、その含有量が増加するにつれて増大するが、含有量が過剰になると溶接時にM―A相の生成が促進されHAZ靭性が劣化することになるので、いずれも3.0%以下とする。
Cu: 3.0% or less and / or Ni: 3.0%
Cu and Ni are effective elements for improving the base material strength. These effects increase as the content increases. However, if the content is excessive, the formation of the MA phase is promoted during welding and the HAZ toughness deteriorates. And

V:0.05%以下(0%を含まない)
Vは母材強度の向上に有効な元素であるが、0.05%を超えて過剰に含有させるとHAZ部で析出物を形成し、HAZ靭性が低下することになる。
V: 0.05% or less (excluding 0%)
V is an element effective for improving the strength of the base metal. However, if it is excessively contained in an amount exceeding 0.05%, precipitates are formed in the HAZ part and the HAZ toughness is lowered.

Mg:0.005%以下(0%を含まない)
MgはTiNの析出の核となる酸化物を微細分散させてHAZの靭性向上に寄与する元素であるが、過剰に含有させると酸化物が粗大化して却ってHAZ靭性を低下させるので、0.005%以下にすべきである。
Mg: 0.005% or less (excluding 0%)
Mg is an element that finely disperses the oxide that becomes the nucleus of TiN precipitation and contributes to the improvement of the toughness of the HAZ. % Or less.

Zr:0.005%以下(0%を含まない)
ZrはTiと同様に、窒化物や酸化物を形成して、HAZ部の旧オーステナイト粒の粗大化を防止してHAZ靭性を向上させるのに有効な元素であるが、過剰に含有させると介在物が粗大化してHAZ靭性が劣化するので0.005%以下にすべきである。
Zr: 0.005% or less (excluding 0%)
Zr, like Ti, is an element that forms nitrides and oxides and prevents coarsening of the prior austenite grains in the HAZ part and improves HAZ toughness. Since the material becomes coarse and the HAZ toughness deteriorates, it should be 0.005% or less.

希土類元素:0.0003〜0.03%
希土類元素(REM)は、Caと同様に、介在物形状の異方性を低減してHAZ靭性を向上するのに有効な元素である。こうした効果を発揮させるためには、0.0003%以上含有させることが好ましい。しかしながら、REMの含有量が0.03%を超えて過剰になると、介在物が粗大化してHAZ靭性が却って低下することになる。
Rare earth elements: 0.0003-0.03%
The rare earth element (REM) is an element effective for reducing the anisotropy of the inclusion shape and improving the HAZ toughness, like Ca. In order to exhibit such an effect, it is preferable to contain 0.0003% or more. However, if the content of REM exceeds 0.03%, the inclusions become coarse and the HAZ toughness decreases instead.

本発明の高張力鋼板において、上記成分の他は、Feおよび不可避的不純物からなるものであるが、その特性を阻害しない程度の微量成分(許容成分)も含み得るものであり、こうした高張力鋼板も本発明の範囲に含まれるものである。   In the high-tensile steel sheet of the present invention, in addition to the above components, it consists of Fe and inevitable impurities, but it can also contain a trace amount component (allowable component) to the extent that it does not impede its properties. Are also included in the scope of the present invention.

本発明の鋼板を製造するには、基本的には上記のような化学成分組成を満足する鋳片または鋼片を連鋳法や造塊法により作製し、これを熱間圧延−冷却−熱処理の通常の方法により製造できるが、特に極低Cベイナイト組織を得るためには、下記(A)や(B)の工程を含んで製造することが好ましい。   In order to manufacture the steel sheet of the present invention, basically, a slab or a steel slab satisfying the chemical composition as described above is produced by a continuous casting method or an ingot forming method, and this is hot-rolled-cooled-heat treated. However, in order to obtain an extremely low C bainite structure, it is preferable to include the following steps (A) and (B).

(A)鋳片または鋼片を1000〜1300℃に加熱し、圧延仕上げ温度700℃以上で熱間圧延を終了した後、空冷する。
(B)鋳片または鋼片を1000〜1300℃に加熱し、圧延仕上げ温度700℃以上で熱間圧延を終了した後、冷却速度1〜50℃/秒で500℃以下まで水冷却する。
(A) The slab or steel slab is heated to 1000 to 1300 ° C., and after hot rolling is completed at a rolling finish temperature of 700 ° C. or higher, air cooling is performed.
(B) The slab or steel slab is heated to 1000 to 1300 ° C., and after hot rolling is completed at a rolling finish temperature of 700 ° C. or higher, water cooling is performed at a cooling rate of 1 to 50 ° C./second to 500 ° C. or lower.

上記製造方法は、基本的には十分なオースナイト状態とした上で熱間圧延を行ない、その後冷却することによって、ベイナイト組織とするものである。上記(A)および(B)の工程において、加熱温度が1000℃未満になると、十分なオーステナイト状態が得られず、加熱温度が1300℃を超えると、初期オーステナイト粒が粗大化してしまい、結果として製品は低靭性となる。圧延仕上げ温度は生産性の観点から700℃以上としている。   The above manufacturing method basically forms a bainite structure by performing hot rolling after sufficient austenite state and then cooling. In the steps (A) and (B), if the heating temperature is less than 1000 ° C., a sufficient austenite state cannot be obtained, and if the heating temperature exceeds 1300 ° C., the initial austenite grains become coarse, and as a result The product has low toughness. The rolling finishing temperature is set to 700 ° C. or more from the viewpoint of productivity.

熱間圧延を終了した後は、空冷することによってもフェライト変態を抑制する成分設計となっているためベイナイト組織が得られるが、場合によっては冷却速度1〜50℃/秒で500℃以下まで加速冷却しても良い。それは、組織が過冷状態となって、良好な極低Cベイナイト組織が得られるためである。尚、加速冷却を実施する場合には、ベイナイト組織の生成が完了するまで冷却する必要があるので500℃以下まで冷却する。   After hot rolling is finished, a bainite structure is obtained because it is a component design that suppresses ferrite transformation by air cooling, but in some cases, it is accelerated to 500 ° C. or less at a cooling rate of 1 to 50 ° C./second. It may be cooled. This is because the structure is supercooled and a good ultra-low C bainite structure is obtained. In addition, when implementing accelerated cooling, since it is necessary to cool until the production | generation of a bainite structure is completed, it cools to 500 degrees C or less.

また上記製造工程に加え、必要によって500〜700℃の温度領域で焼戻し処理を行なうことも有用であり、これによって更に高降伏比・高靭性となる。   In addition to the above manufacturing process, it is also useful to perform a tempering treatment in a temperature range of 500 to 700 ° C. as necessary, which further increases the yield ratio and toughness.

以下、本発明を実施例によって更に詳細に説明するが、下記実施例は本発明を限定する性質のものではなく、前・後記の趣旨に徴して設計変形することはいずれも本発明の技術的範囲に含まれるものである。   Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to examples. However, the following examples are not intended to limit the present invention, and any design modifications may be made in accordance with the gist of the present invention. It is included in the range.

実施例1
下記表1、2に示す化学成分組成の鋼を用い、下記表3、4に示す製造条件にて鋼板を製造した。尚、表1、2には、本発明で規定するHM値、HG値およびHB値についても示した。
Example 1
Steel sheets having chemical composition shown in Tables 1 and 2 were used, and steel sheets were produced under the production conditions shown in Tables 3 and 4 below. Tables 1 and 2 also show the HM value, HG value, and HB value defined in the present invention.

Figure 2007138271
Figure 2007138271

Figure 2007138271
Figure 2007138271

Figure 2007138271
Figure 2007138271

Figure 2007138271
Figure 2007138271

得られた各鋼板について、ベイナイト分率、鋼材(母材)の引張特性(0.2%耐力σ0.2、引張強さTS、降伏比)、衝撃特性(破面遷移温度vTrs)、耐溶接低温割れ性、HAZ靭性等を下記の方法によって測定した。 For each steel plate obtained, the bainite fraction, the tensile properties (0.2% yield strength σ 0.2 , tensile strength TS, yield ratio) of the steel (base material), impact properties (fracture surface transition temperature vTrs), resistance Welding cold cracking property, HAZ toughness and the like were measured by the following methods.

[ベイナイト分率(面積率)]
各鋼板のt/4(tは板厚)から鏡面研磨後試験片を採取し、これを2%硝酸−エタノール溶液(ナイタール溶液)でエッチングした後、5視野において光学顕微鏡を用いて400倍で観察を行ない、画像解析によって鋼組織中のベイナイト分率(面積%)を測定した。この際、フェライト(ポリゴナルフェライト・擬ポリゴナルフェライトを含む)以外のラス状組織は全てベイナイトとみなした。
[Bainite fraction (area ratio)]
After mirror polishing, a test piece was collected from t / 4 (t is the plate thickness) of each steel plate, etched with a 2% nitric acid-ethanol solution (a nital solution), and then 400 times using an optical microscope in five fields of view. Observation was performed, and the bainite fraction (area%) in the steel structure was measured by image analysis. At this time, all lath structures other than ferrite (including polygonal ferrite and pseudopolygonal ferrite) were regarded as bainite.

[鋼板の引張特性]
鋼板のt/4(tは板厚)からJIS Z 2201 4号試験片を採取し、JIS Z 2241の要領で引張試験を行ない、降伏強度(0.2%耐力:σ0.2)、引張強度(TS)、降伏比(降伏強度/引張強度×100%:YR)を測定した。本発明では、引張強度TS:570MPa以上、降伏比YR:80%以上を合格とした。
[Tensile properties of steel sheet]
A JIS Z 2201 No. 4 test piece was taken from t / 4 (t is the plate thickness) of the steel sheet and subjected to a tensile test in accordance with JIS Z 2241. Yield strength (0.2% proof stress: σ 0.2 ), tensile strength ( TS) and yield ratio (yield strength / tensile strength × 100%: YR) were measured. In the present invention, the tensile strength TS: 570 MPa or more and the yield ratio YR: 80% or more were regarded as acceptable.

[鋼板の靭性]
鋼板のt/4からL方向(圧延方向)にJIS Z 2202 Vノッチ試験片を採取してJIS Z 2242に準拠してシャルピー衝撃試験を行ない、シャルピー試験片の脆性破面率が50%となる温度を近侍して破面遷移温度(vTrs)として測定した。vTrsが−50℃以下を目標として合格とした。
[Toughness of steel sheet]
A JIS Z 2202 V-notch test piece is taken in the L direction (rolling direction) from t / 4 of the steel plate, and a Charpy impact test is conducted in accordance with JIS Z 2242. The brittle fracture surface ratio of the Charpy test piece is 50%. The temperature was approximated and measured as the fracture surface transition temperature (vTrs). The target was vTrs of −50 ° C. or lower.

[耐溶接低温割れ性]
JIS Z 3158のy形溶接割れ試験法に従い、入熱量:1.5KJ/mmで被覆アーク溶接を行ない、予熱温度25℃において断面割れ率を測定し、割れ率0%を合格とした。
[Weld cold crack resistance]
According to the JIS Z 3158 y-type weld cracking test method, the coated arc welding was performed at a heat input of 1.5 KJ / mm, the cross-sectional cracking rate was measured at a preheating temperature of 25 ° C., and the cracking rate was set to 0%.

[溶接HAZ靭性]
HAZ再現試験を行なった。鋼板から採取した試験片[12.5×32×55(mm)の試験片を各5本採取]に1400℃×5秒加熱後、入熱量10KJ/mmに相当する[800〜500℃までを80秒で冷却]熱サイクル試験を行なった。その後、各試験片から2本のシャルピー衝撃試験片(JIS Z 2202 Vノッチ試験片)を採取し、各鋼板毎に10本で−15℃における平均衝撃吸収エネルギーvE−15を求めた。平均100J以上を合格とした。
[Welding HAZ toughness]
A HAZ reproduction test was conducted. After heating 1400 ° C. × 5 seconds to a test piece taken from a steel plate [5 test pieces each having a size of 12.5 × 32 × 55 (mm)], the heat input corresponds to 10 KJ / mm [from 800 to 500 ° C. Cooled in 80 seconds] A thermal cycle test was conducted. Thereafter, two Charpy impact test pieces (JIS Z 2202 V notch test pieces) were collected from each test piece, and the average impact absorption energy vE- 15 at −15 ° C. was obtained with 10 pieces for each steel plate. An average of 100 J or more was accepted.

これらの結果を、下記表5、6に示すが、これらの結果から、次のように考察できる。まず試験No.1〜11のものは、本発明で規定する要件を満足するものであり、鋼板(母材)の強靭性は目標を満足し、溶接性は予熱不要と良好であり、入熱量10KJ/mmでのHAZ靭性も目標平均100J以上を十分満足するものである。   These results are shown in Tables 5 and 6 below, and can be considered as follows from these results. First, test no. 1 to 11 satisfy the requirements stipulated in the present invention, the toughness of the steel sheet (base material) satisfies the target, and the weldability is good with no preheating, and the heat input is 10 KJ / mm. The HAZ toughness also sufficiently satisfies the target average of 100 J or more.

これに対して、試験No.12〜36のものは、本発明で規定するいずれかの要件を欠くものであり、いずれかの特性が劣化している。このうち試験No.12のものは、C含有量が規定範囲を超えているものであり(表1の鋼種A1)、粗大な炭化物を含む組織となっており、母材靭性、HAZ靭性のいずれも低下している。また、試験No.13のものは、Si含有量が本発明で規定する範囲を超えているものであり(表1の鋼種B1)、またHM値もその上限を超えているので、M−A量が非常に多くなっており、母材靭性、HAZ靭性のいずれも低下している。   In contrast, test no. Nos. 12 to 36 lack any of the requirements defined in the present invention, and any of the characteristics is deteriorated. Of these, test no. No. 12 has a C content exceeding the specified range (steel type A1 in Table 1) and has a structure containing coarse carbides, and both the base metal toughness and the HAZ toughness are reduced. . In addition, Test No. In No. 13, the Si content exceeds the range specified in the present invention (steel type B1 in Table 1), and the HM value also exceeds the upper limit, so the amount of MA is very large. Both the base material toughness and the HAZ toughness are reduced.

試験No.14のものは、Mn含有が本発明で規定する範囲に満たないものであり(表1の鋼種C1)、焼入れ性が著しく低下しているため、母材ではフェライトが析出し、強度が低下している。試験No.15のものは、Mn含有が本発明で規定する範囲を超えるものであり(表1の鋼種D1)、粗大な析出物が形成されるため、母材靭性、HAZ靭性のいずれも低下している。   Test No. In No. 14, the Mn content is less than the range specified in the present invention (steel type C1 in Table 1), and since the hardenability is remarkably reduced, ferrite is precipitated in the base material, and the strength is reduced. ing. Test No. In No. 15, the Mn content exceeds the range specified by the present invention (steel type D1 in Table 1), and coarse precipitates are formed, so that both the base metal toughness and the HAZ toughness are reduced. .

試験No.16のものは、Cr含有量が本発明で規定する範囲に満たないものであり(表1の鋼種E1)、焼入れ性が著しく低下しているため、母材ではフェライトが析出し、強度が低下している。試験No.17のものは、Cr含有量が本発明で規定する範囲を超えているものであり(表1の鋼種F1)、粗大な析出物が形成されるため、母材靭性、HAZ靭性のいずれも低下している。   Test No. In No. 16, the Cr content is less than the range specified in the present invention (steel type E1 in Table 1), and since the hardenability is remarkably reduced, ferrite is precipitated in the base material, and the strength is reduced. is doing. Test No. In No. 17, the Cr content exceeds the range specified in the present invention (steel type F1 in Table 1), and coarse precipitates are formed, so that both the base metal toughness and the HAZ toughness are reduced. is doing.

試験No.18のものは、Ti含有量が本発明で規定する範囲を超えているものであり(表1の鋼種G1)、HAZ部で粗大な介在物が生成していることが予想され、HAZ靭性が劣化している。試験No.19のものは、B含有量が本発明で規定する範囲を超えているものであり(表2の鋼種H1)、HAZ部で粗大な介在物が生成していることが予想され、HAZ靭性が劣化している。試験No.20のものは、Mo含有量が本発明で規定する範囲を超えているものであり(表2の鋼種I1)、粗大な硬化相を含む組織となっており、母材靭性、HAZ靭性のいずれも低下している。   Test No. In No. 18, the Ti content exceeds the range specified in the present invention (steel type G1 in Table 1), and it is expected that coarse inclusions are generated in the HAZ part, and the HAZ toughness is It has deteriorated. Test No. In No. 19, the B content exceeds the range specified in the present invention (steel type H1 in Table 2), and it is expected that coarse inclusions are formed in the HAZ part, and the HAZ toughness is It has deteriorated. Test No. No. 20 has a Mo content exceeding the range defined in the present invention (steel type I1 in Table 2), and has a structure including a coarse hardened phase. Either of base metal toughness or HAZ toughness Has also declined.

試験No.21のものは、V含有量が本発明の好ましい範囲を超えているものであり(表2の鋼種J1)、HAZ部で粗大な介在物が生成していることが予想され、HAZ靭性が劣化している。試験No.22のものは、Cu含有量が本発明の好ましい範囲を超えているものであり(表2の鋼種K1)、HAZ部でのM―A相の生成量が増大していることが予想され、HAZ靭性が劣化している。試験No.23のものは、Ni含有量が本発明の好ましい範囲を超えているものであり(表2の鋼種L1)、HAZ部でのM―A相の生成量が増大していることが予想され、HAZ靭性が劣化している。   Test No. In No. 21, the V content exceeds the preferable range of the present invention (steel type J1 in Table 2), and it is expected that coarse inclusions are formed in the HAZ part, and the HAZ toughness deteriorates. is doing. Test No. In No. 22, the Cu content exceeds the preferable range of the present invention (steel type K1 in Table 2), and it is expected that the production amount of the MA phase in the HAZ part is increased. HAZ toughness is degraded. Test No. In No. 23, the Ni content exceeds the preferable range of the present invention (steel type L1 in Table 2), and the production amount of the MA phase in the HAZ part is expected to increase. HAZ toughness is degraded.

試験No.24のものは、Nb含有量が本発明で規定する範囲を超えているものであり(表2の鋼種M1)、HAZ部での介在物量が増大していることが予想され、HAZ靭性が劣化している。試験No.25のものは、Ca含有量が本発明の好ましい範囲を超えているものであり(表2の鋼種N1)、HAZ部で粗大な介在物が生成していることが予想され、HAZ靭性が劣化している。   Test No. In No. 24, the Nb content exceeds the range specified in the present invention (steel type M1 in Table 2), and it is expected that the amount of inclusions in the HAZ part is increased, and the HAZ toughness is deteriorated. is doing. Test No. In No. 25, the Ca content exceeds the preferable range of the present invention (steel type N1 in Table 2), and it is expected that coarse inclusions are formed in the HAZ part, and the HAZ toughness deteriorates. is doing.

試験No.26,27のものは、HM値が本発明で規定する範囲を満たないものであり(表2の鋼種O1、P1)、焼入れ性が低下しており、母材ではフェライトが生成していることが予想され、強度が低くなっている。   Test No. Nos. 26 and 27 are those in which the HM value does not satisfy the range specified in the present invention (steel types O1 and P1 in Table 2), the hardenability is reduced, and ferrite is generated in the base material. Is expected and the strength is low.

試験No.28,29のものは、HM値が本発明で規定する範囲を超えるものであり(表2の鋼種Q1、R1)、HAZ部においてM−A相が多量に生成していることが予想され、HAZ靭性が劣化している。   Test No. Nos. 28 and 29 are those in which the HM value exceeds the range defined in the present invention (steel types Q1 and R1 in Table 2), and it is expected that a large amount of MA phase is generated in the HAZ part. HAZ toughness is degraded.

試験No.30,31のものは、HG値が本発明で規定する範囲を満たないものであり(表2の鋼種S1、T1)、焼入れ性が低下しており、母材ではフェライトが生成していることが予想され、強度が低くなっている。   Test No. Nos. 30 and 31 are those in which the HG value does not satisfy the range specified in the present invention (steel types S1 and T1 in Table 2), the hardenability is lowered, and ferrite is generated in the base material. Is expected and the strength is low.

試験No.22,33のものは、HG値が本発明で規定する範囲を超えるものであり(表2の鋼種U1、V1)、HAZ部において旧オーステナイト粒が非常に大きくなっていることが予想され、HAZ靭性が劣化している。   Test No. Nos. 22 and 33 have an HG value exceeding the range specified in the present invention (steel types U1 and V1 in Table 2), and it is expected that the prior austenite grains are very large in the HAZ part. The toughness has deteriorated.

試験No.34〜36のものは、HG値が本発明で規定する範囲を超えるものであり(表2の鋼種W1、X1、Y1)、HAZ部において旧オーステナイト粒内が殆ど分割されておらず、ブロックサイズが大きくなっていることが予想され、HAZ靭性が劣化している。   Test No. 34 to 36 have an HG value exceeding the range specified in the present invention (steel types W1, X1, Y1 in Table 2), and the austenite grains are hardly divided in the HAZ part, and the block size Is expected to increase, and the HAZ toughness is degraded.

Figure 2007138271
Figure 2007138271

Figure 2007138271
Figure 2007138271

実施例2
前記表1に示した鋼種Aを用い、入熱量を変える以外は上記と同様にしてHAZ再現試験を行なった。このとき入熱量1〜20KJ/mmに相当するように800〜500℃までの冷却時間を変えて熱サイクルを試験を行なった。尚、入熱量1KJ/mmでは冷却時間10秒、入熱量2KJ/mmでは冷却時間20秒、入熱量5KJ/mmでは冷却時間40秒、入熱量7KJ/mmでは冷却時間60秒、入熱量15KJ/mmでは冷却時間120秒、入熱量20KJ/mmでは冷却時間160秒となる。
Example 2
A HAZ reproduction test was conducted in the same manner as described above except that the steel type A shown in Table 1 was used and the amount of heat input was changed. At this time, the heat cycle was tested by changing the cooling time from 800 to 500 ° C. so as to correspond to the heat input of 1 to 20 KJ / mm. The heat input is 1 KJ / mm, the cooling time is 10 seconds, the heat input is 2 KJ / mm, the cooling time is 20 seconds, the heat input is 5 KJ / mm, the cooling time is 40 seconds, the heat input is 7 KJ / mm, the cooling time is 60 seconds, and the heat input is 15 KJ / mm. The cooling time is 120 seconds for mm, and the cooling time is 160 seconds for a heat input of 20 KJ / mm.

その後、各試験片から2本のシャルピー衝撃試験片(JIS Z 2202 Vノッチ試験片)を採取し、各鋼板毎に10本で−15℃における平均衝撃吸収エネルギーvE−15を求めた。 Thereafter, two Charpy impact test pieces (JIS Z 2202 V notch test pieces) were collected from each test piece, and the average impact absorption energy vE- 15 at −15 ° C. was obtained with 10 pieces for each steel plate.

その結果を、下記表7に示すが、本発明の高張力鋼板では入熱量20KJ/mmまでは優れたHAZ靭性を示していることが分かる。   The results are shown in Table 7 below, and it can be seen that the high-tensile steel sheet of the present invention exhibits excellent HAZ toughness up to a heat input of 20 KJ / mm.

Figure 2007138271
Figure 2007138271

Claims (6)

C:0.01〜0.05%(質量%の意味、以下同じ)、Si:1.0%以下(0%を含まない)、Mn:0.5〜2.0%、P:0.5以下(0%を含む)、S:0.01%以下(0%を含む)、Al:0.01〜0.07%、Cr:0.5〜2.0%、Mo:0.5%以下(0%を含む)、Nb:0.0020〜0.030%、Ti:0.005〜0.03%、B:0.0005〜0.0030%、Ca:0.0005〜0.005%、N:0.0020〜0.0080%を夫々含有すると共に、下記(1)式で規定されるHM値が0.10%以上、0.25%未満、下記(2)式で規定されるHG値が0.02%以上、0.08%未満、および下記(3)式で規定されるHB値が0.0%以下を夫々満足し、且つベイナイト分率が90面積%以上の組織であることを特徴とする溶接熱影響部の靭性に優れた高降伏比高張力鋼板。
HM=[C]+[Mn]/30+[Cr]/30+[Mo]/5+[Si]/5 …(1)
HG=-[C]+[Mn]/25+[Cr]/25-[Mo]/30-[Si]/10 …(2)
HB=-[Cr]/10+[Mn]/10-[Nb] …(3)
但し、[C],[Mn],[Cr],[Mo],[Si]および[Nb]は、夫々C,Mn,Cr,Mo,SiおよびNbの含有量(質量%)を示す。
C: 0.01 to 0.05% (meaning of mass%, the same applies hereinafter), Si: 1.0% or less (not including 0%), Mn: 0.5 to 2.0%, P: 0.0. 5 or less (including 0%), S: 0.01% or less (including 0%), Al: 0.01 to 0.07%, Cr: 0.5 to 2.0%, Mo: 0.5 % Or less (including 0%), Nb: 0.0020-0.030%, Ti: 0.005-0.03%, B: 0.0005-0.0030%, Ca: 0.0005-0. 005%, N: 0.0020 to 0.0080%, respectively, and the HM value defined by the following formula (1) is 0.10% or more and less than 0.25%, defined by the following formula (2) The HG value is 0.02% or more and less than 0.08%, and the HB value defined by the following formula (3) satisfies 0.0% or less, and the bainite fraction is 90%. High yield ratio high-strength steel sheet excellent in toughness of the heat affected zone, characterized in that the product% or more tissues.
HM = [C] + [Mn] / 30 + [Cr] / 30 + [Mo] / 5 + [Si] / 5 (1)
HG =-[C] + [Mn] / 25 + [Cr] / 25- [Mo] / 30- [Si] / 10 (2)
HB =-[Cr] / 10 + [Mn] / 10- [Nb] (3)
However, [C], [Mn], [Cr], [Mo], [Si] and [Nb] indicate the contents (mass%) of C, Mn, Cr, Mo, Si and Nb, respectively.
Cu:3.0%以下(0%を含まない)および/またはNi:3.0%以下(0%を含まない)を含有するものである請求項1に記載の高降伏比高張力鋼板。   The high yield ratio high-tensile steel sheet according to claim 1, which contains Cu: 3.0% or less (not including 0%) and / or Ni: 3.0% or less (not including 0%). V:0.05%以下(0%を含まない)を含有するものである請求項1または2に記載の高降伏比高張力鋼板。   The high yield ratio high tensile strength steel sheet according to claim 1 or 2, wherein V: 0.05% or less (not including 0%). Mg:0.005%以下(0%を含まない)を含有するものである請求項1〜3のいずれかに記載の高降伏比高張力鋼板。   The high yield strength high tensile strength steel sheet according to any one of claims 1 to 3, which contains Mg: 0.005% or less (excluding 0%). Zr:0.005%以下(0%を含まない)を含有するものである請求項1〜4のいずれかに記載の高降伏比高張力鋼板。   Zr: 0.005% or less (0% is not included) The high yield ratio high-tensile steel sheet according to any one of claims 1 to 4. 希土類元素:0.0003〜0.03%を含有するものである請求項1〜5のいずれかに記載の高降伏比高張力鋼板。   The high-yield ratio high-tensile steel sheet according to any one of claims 1 to 5, which contains rare earth elements: 0.0003 to 0.03%.
JP2005336682A 2005-11-22 2005-11-22 High yield strength high tensile strength steel plate with excellent toughness of weld heat affected zone Expired - Fee Related JP4464909B2 (en)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2005336682A JP4464909B2 (en) 2005-11-22 2005-11-22 High yield strength high tensile strength steel plate with excellent toughness of weld heat affected zone
CNB2006101604150A CN100491575C (en) 2005-11-22 2006-11-20 Welding heat influenced ductility-excellent high yield ratio high tension steel plate
KR1020060115069A KR20070054112A (en) 2005-11-22 2006-11-21 High yield ratio high tension steel plate having superior toughness in weld heat-affected zone

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2005336682A JP4464909B2 (en) 2005-11-22 2005-11-22 High yield strength high tensile strength steel plate with excellent toughness of weld heat affected zone

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2007138271A true JP2007138271A (en) 2007-06-07
JP4464909B2 JP4464909B2 (en) 2010-05-19

Family

ID=38111839

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2005336682A Expired - Fee Related JP4464909B2 (en) 2005-11-22 2005-11-22 High yield strength high tensile strength steel plate with excellent toughness of weld heat affected zone

Country Status (3)

Country Link
JP (1) JP4464909B2 (en)
KR (1) KR20070054112A (en)
CN (1) CN100491575C (en)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009127069A (en) * 2007-11-21 2009-06-11 Jfe Steel Corp High toughness steel plate for line pipe, and its manufacturing method
JP2012158784A (en) * 2011-01-31 2012-08-23 Jfe Steel Corp High strength steel excellent in toughness at welding heat-affected zone
JP2012193411A (en) * 2011-03-16 2012-10-11 Kobe Steel Ltd High-strength thick steel plate excellent in haz toughness
JP2016164289A (en) * 2015-03-06 2016-09-08 新日鐵住金株式会社 High tensile steel for weldment
JP2017008343A (en) * 2015-06-17 2017-01-12 新日鐵住金株式会社 Steel plate for lpg storage tank and production method therefor

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4914783B2 (en) * 2007-08-07 2012-04-11 株式会社神戸製鋼所 Large steel plate for high heat input welding with excellent shearability
JP2009179868A (en) * 2008-01-31 2009-08-13 Kobe Steel Ltd High tensile strength steel plate having excellent weldability
CN105603322B (en) * 2016-01-29 2017-10-31 宝山钢铁股份有限公司 Ultra Low Cost 800MPa grade high ductilities, the steel plate of superior weldability and its manufacture method
CN108754315B (en) * 2018-06-01 2019-11-22 钢铁研究总院 Enhanced high-strength refractory corrosion-resisting steel and its manufacturing method is precipitated in a kind of MC

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009127069A (en) * 2007-11-21 2009-06-11 Jfe Steel Corp High toughness steel plate for line pipe, and its manufacturing method
JP2012158784A (en) * 2011-01-31 2012-08-23 Jfe Steel Corp High strength steel excellent in toughness at welding heat-affected zone
JP2012193411A (en) * 2011-03-16 2012-10-11 Kobe Steel Ltd High-strength thick steel plate excellent in haz toughness
JP2016164289A (en) * 2015-03-06 2016-09-08 新日鐵住金株式会社 High tensile steel for weldment
JP2017008343A (en) * 2015-06-17 2017-01-12 新日鐵住金株式会社 Steel plate for lpg storage tank and production method therefor

Also Published As

Publication number Publication date
JP4464909B2 (en) 2010-05-19
KR20070054112A (en) 2007-05-28
CN1970814A (en) 2007-05-30
CN100491575C (en) 2009-05-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4464909B2 (en) High yield strength high tensile strength steel plate with excellent toughness of weld heat affected zone
JP5076658B2 (en) Steel material for large heat input welding
WO2011099408A1 (en) Production method for thick steel plate
JP2009270194A (en) PROCESS FOR PRODUCTION OF 780 MPa-GRADE HIGH-TENSILE-STRENGTH STEEL PLATE EXCELLENT IN LOW-TEMPERATURE TOUGHNESS
KR20070035952A (en) Cold-formed steel pipe and tube having excellent in weldability with 490mpa-class of low yield ratio, and manufacturing process thereof
JP2010229528A (en) High tensile strength steel sheet having excellent ductility and method for producing the same
JP5172391B2 (en) Steel sheet with excellent toughness and uniform elongation of weld heat affected zone
JP2006342421A (en) Method for producing high-tension steel excellent in weld crack resistance
JP5347827B2 (en) High yield point 490 MPa class welded structural steel excellent in acoustic anisotropy and method for producing the same
JP4379085B2 (en) Manufacturing method of high strength and high toughness thick steel plate
JP5276871B2 (en) Low yield specific thickness steel plate with excellent toughness of weld heat affected zone
JP4878219B2 (en) Steel sheet with excellent HAZ toughness and small reduction in strength due to heat treatment after welding
JP2011214053A (en) Low-yield-ratio thick steel plate for building structure superior in toughness at ultrahigh-heat-input weld zone, and method for manufacturing the same
JP2005256037A (en) Method for producing high strength-high toughness-thick steel plate
JP2010174357A (en) Thick steel plate and method for producing the same
JP3602471B2 (en) High tensile strength steel sheet excellent in weldability and method for producing the same
JP2005068478A (en) Method for manufacturing thick steel plate with low yield ratio and high tension superior in toughness at heat-affected zone in super heavy-heat-input welding
JP2005281842A (en) Production method of low temperature service low yield ratio steel material having excellent weld zone toughness
JP2002266048A (en) High tensile strength thick steel plate having excellent weldability and uniform elongation
JP5515954B2 (en) Low yield ratio high-tensile steel plate with excellent weld crack resistance and weld heat-affected zone toughness
JP2006283126A (en) High-strength and high-toughness bainitic non-heat-treated steel sheet with small acoustic anisotropy
JP5008879B2 (en) High strength steel plate with excellent strength and low temperature toughness and method for producing high strength steel plate
JP5326827B2 (en) Low yield ratio steel and its manufacturing method
JP3894148B2 (en) Low yield ratio low temperature steel and method for producing the same
JP2005307312A (en) Method for producing steel plate excellent in earthquake-proof and weldability

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20070928

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20091026

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20091201

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20100125

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20100216

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20100219

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130226

Year of fee payment: 3

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 4464909

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140226

Year of fee payment: 4

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees