JP2017155328A - Ni含有鋼の製造方法 - Google Patents
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- Heat Treatment Of Steel (AREA)
Abstract
【解決手段】質量%でNiを1.0〜10.0%含有する鋼の連続鋳造スラブを1100〜1250℃で1〜24h加熱し、次いで前記連続鋳造スラブの表面を600℃以下まで冷却後、前記連続鋳造スラブの表面を0.5〜10mm除去した後、熱間圧延することを特徴とするNi含有鋼の製造方法。
【選択図】なし
Description
[1]質量%でNiを1.0〜10.0%含有する鋼の連続鋳造スラブを1100〜1250℃で1〜24h加熱し、次いで前記連続鋳造スラブの表面を600℃以下まで冷却後、前記連続鋳造スラブの表面を0.5〜10mm除去した後、熱間圧延することを特徴とするNi含有鋼の製造方法。
[2]前記鋼の成分組成は、質量%で、C:0.01〜0.20%、Si:0.01〜0.50%、Mn:0.30〜2.0%、P:0.020%以下、S:0.0060%以下、Ni:1.0〜10.0%、Al:0.001〜0.080%、N:0.0060%以下、O:0.0040%以下を含有し、残部はFeおよび不可避的不純物からなることを特徴とする[1]に記載のNi含有鋼の製造方法。
[3]前記成分組成は、さらに、質量%で、Cu:0.01〜1.50%、Cr:0.01〜1.00%、Mo:0.01〜1.00%、Nb:0.001〜0.100%、V:0.001〜0.100%、Ti:0.005〜0.020%、B:0.0003〜0.0020%、Ca:0.0003〜0.0050%、Mg:0.0003〜0.0050%、REM:0.0003〜0.0050%の1種または2種以上を含有することを特徴とする[2]に記載のNi含有鋼の製造方法。
鋼素材の加熱温度は平均温度で900〜1200℃の範囲にすることにより、凝固時に析出した粗大な炭化物等の析出物を完全に溶解することができ、高強度も確保できる。また、組織の粗大化を防ぎ、母材靱性も確保できる。このようなことから、鋼素材の加熱温度は平均温度で900〜1200℃の範囲の温度が好ましい。さらに好ましくは、1000〜1100℃である。なお、ここでいう「平均温度」とは、測定される表面温度から伝熱計算により算出した鋼素材の温度分布から求めた肉厚方向断面での平均値をいう。
圧延終了温度を表面温度で950℃以下Ar3変態点以上とすることにより、組織の粗大化を防ぎ、母材靱性および高強度も確保できる。
Ar3=868−396C+25Si−68Mn−21Cu−36Ni−25Cr−30Mo・・・(1)
ただし、C、Si、Mn、Cu、Ni、Cr、Moは、各合金元素の含有量(質量%)であり、含有しない場合は0とする。
Ac1=751−27C+18Si−12Mn−23Cu−23Ni+24Cr+23Mo−40V−6Ti+233Nb−169Al−895B・・・(2)
Ac3=937.2−436.5C+56Si−19.7Mn−16.3Cu−26.6Ni−4.9Cr+38.1Mo+124.8V+136.3Ti−19.1Nb+198.4Al+3315B・・・(3)
ただし、C、Si、Mn、Cu、Ni、Cr、Mo、V、Ti、Nb、Al、Bは、各合金元素の含有量(質量%)であり、含有しない場合は0とする
次に、本発明の好ましい化学成分の限定理由について述べる。なお、組成における質量%は、とくに断らない限り、単に%で記す。
Cは母材の強度確保に必須の元素である。0.01%未満では母材強度が確保できないので0.01%を下限とすることが好ましい。逆に、Cが0.20%を超えると、脆性破壊の起点となるセメンタイトや島状マルテンサイトを増加し靭性が低下する。従って、上限を0.20%とすることが好ましい。
Siは母材強度上昇に有効な元素である。0.01%未満ではこの効果が得られないので下限値を0.01%とすることが好ましい。0.50%を超えると、溶接熱影響部(HAZ)の組織中に島状マルテンサイトが生成し、好適なHAZ靭性が得られない。従って、上限を0.50%とすることが好ましい。
Mnは母材強度上昇に有効な元素である。0.30%未満ではこの効果が得られないので下限値を0.30%とすることが好ましい。2.0%超えると、焼戻し脆化を促進するため好適な母材およびHAZ靭性が得られない。従って、上限を2.0%とすることが好ましい。
Pは粒界脆化をもたらし、靭性に有害な元素であり、低いほうが望ましい。0.020%を超えて含有すると靭性低下が顕著となるので、0.020%を上限とすることが好ましい。
SはMnS等の介在物として靭性に有害な元素であり、低いほうが望ましい。0.0060%を超えて含有すると靭性低下が顕著となるので、0.0060%を上限とすることが好ましい。
Alは鋼の脱酸に必要な元素であり、0.001%未満の含有量ではこれらの効果が得られないので下限値を0.001%とすることが好ましい。逆に、0.080%を超えて含有すると粗大なAlNやアルミナクラスター等により好適な母材およびHAZの靭性が得られない。従って、上限値を0.080%とすることが好ましい。
Nは0.0060%を超えて含有すると粗大なAlNなどにより好適な母材およびHAZの靭性が得られない。従って、上限値を0.0060%とすることが好ましい。
Oは介在物として靭性に有害な元素であり、低いほうが望ましい。0.0040%を超えて含有すると靭性低下が顕著となるので0.0040%を上限とすることが好ましい。
Cuは母材強度上昇に効果を有する。0.01%未満ではこの効果が得られないので、含有する場合は下限値を0.01%とする。逆に、1.50%を超えて含有するとHAZを硬化させて好適なHAZ靭性が得られない。従って、含有する場合は上限値を1.50%とする。
Crは母材強度上昇に効果を有する。0.01%未満ではこの効果が得られないので、含有する場合は下限値を0.01%とする。逆に、1.00%を超えて含有するとHAZに硬化組織を生成し、好適なHAZ靭性が得られない。従って、含有する場合は上限値を1.00%とする。
Moは母材強度上昇に効果を有する。0.01%未満ではこの効果が得られないので、含有する場合は下限値を0.01%とする。逆に、1.00%を超えて含有するとHAZに硬化組織を生成し、好適なHAZ靭性が得られない。従って、含有する場合は上限値を1.00%とする。
Nbは母材の強度上昇および細粒化に有効な元素である。0.001%未満ではこれらの効果が得られないので、含有する場合は下限値を0.001%とする。逆に、0.100%を超えて含有するとHAZにおけるNb炭窒化物の析出が顕著となり、好適なHAZ靭性が得られない。従って、含有する場合は上限値を0.100%とする。
Vは母材の強度上昇および細粒化に有効な元素である。0.001%未満ではこれらの効果が得られないので、含有する場合は下限値を0.001%とする。逆に、0.100%を超えて含有するとHAZにおける炭窒化物の析出が顕著となり、好適なHAZ靭性が得られない。従って、含有する場合は上限値を0.100%とする。
Tiは母材の強度上昇および細粒化に有効な元素である。0.005%未満ではこれらの効果が得られないので、含有する場合は下限値を0.005%とする。逆に、0.020%を超えて含有すると粗大なTiNを生成しこれが破壊の発生起点となるため、好適なHAZ靭性が得られない。従って、含有する場合は上限値を0.020%とする。
Bは制御冷却および焼入れ熱処理を施す場合に特に顕著な強度上昇の効果を発揮する。0.0003%未満の含有量では強度上昇効果が得られないので、含有する場合は下限値を0.0003%とする。逆に、0.0020%を超えて含有すると粗大なB窒化物や炭硼化物を析出してこれが破壊の起点となるために、好適なHAZ靭性が得られない。従って、含有する場合は上限値を0.0020%とする。
CaはAl2O3やMnS等の介在物の形態制御により靭性向上に有効な元素である。0.0003%未満の含有量では靭性向上効果が得られないので、含有する場合は下限値を0.0003%とする。逆に、0.0050%を超えて含有すると粗大なCa含有介在物が生成してこれが破壊の起点となるために、好適な母材およびHAZの靭性が得られない。従って、含有する場合は上限値を0.0050%とする。
MgはAl2O3やMnS等の介在物の形態制御により靭性向上に有効な元素である。0.0003%未満の含有量では靭性向上効果が得られないので、含有する場合は下限値を0.0003%とする。逆に、0.0050%を超えて含有すると粗大なMg含有介在物が生成してこれが破壊の起点となるために、好適な母材およびHAZの靭性が得られない。従って、含有する場合は上限値を0.0050%とする。
REMはAl2O3やMnS等の介在物の形態制御により靭性向上に有効な元素である。0.0003%未満の含有量では靭性向上効果が得られないので、含有する場合は下限値を0.0003%とする。逆に、0.0050%を超えて含有すると粗大なREM含有介在物が生成してこれが破壊の起点となるために、好適な母材およびHAZの靭性が得られない。従って、含有する場合は上限値を0.0050%とする。
Claims (3)
- 質量%でNiを1.0〜10.0%含有する鋼の連続鋳造スラブを1100〜1250℃で1〜24h加熱し、次いで前記連続鋳造スラブの表面を600℃以下まで冷却後、前記連続鋳造スラブの表面を0.5〜10mm除去した後、熱間圧延することを特徴とするNi含有鋼の製造方法。
- 前記鋼の成分組成は、質量%で、C:0.01〜0.20%、Si:0.01〜0.50%、Mn:0.30〜2.0%、P:0.020%以下、S:0.0060%以下、Ni:1.0〜10.0%、Al:0.001〜0.080%、N:0.0060%以下、O:0.0040%以下を含有し、残部はFeおよび不可避的不純物からなることを特徴とする請求項1に記載のNi含有鋼の製造方法。
- 前記成分組成は、さらに、質量%で、Cu:0.01〜1.50%、Cr:0.01〜1.00%、Mo:0.01〜1.00%、Nb:0.001〜0.100%、V:0.001〜0.100%、Ti:0.005〜0.020%、B:0.0003〜0.0020%、Ca:0.0003〜0.0050%、Mg:0.0003〜0.0050%、REM:0.0003〜0.0050%の1種または2種以上を含有することを特徴とする請求項2に記載のNi含有鋼の製造方法。
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