JP2018127677A - Steel material for tank and manufacturing method therefor - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a steel material for tank excellent in stress corrosion crack resistance, and excellent in low temperature toughness of a steel material and HAZ, and a manufacturing method therefor.SOLUTION: A steel material for tank contains, by mass%, C:0.03 to 0.10%, Si:0.05 to 0.5%, Mn:0.9 to 2.0%, P:0.02% or less, S:0.0010 to 0.0100%, Nb:0.005 to 0.05%, Ti:0.005 to 0.025%, sol.Al:0.005% or less, N:0.0010 to 0.0100% and O:0.0010 to 0.0050%. At a thickness t/4 position, a structure contains 50 to 80 area% of ferrite with average circle equivalent diameter of particles of 5.5 to 15.0 μm, and a hard structure containing 0 to 50% of a band structure mainly consisting of bainite and having aspect ratio of 5 or more, contains 10 to 100/mmof composite inclusions having MnS arranged around Ti-based oxide in a steel, in which MnS in the composite inclusions is 10 to less than 90 area% and peripheral occupancy is 10% or more.SELECTED DRAWING: None

Description

本発明は、タンク用鋼材及びその製造方法に関する。   The present invention relates to a steel material for tanks and a method for producing the same.

近年のエネルギー需要の増大に伴い、エネルギー輸送船のタンクの容量が増大している。さらに、エネルギー輸送船の空輸送をなくす等の目的で、タンクには液化石油ガス(LPG)だけでなく、液体アンモニアが、低温で貯蔵して運搬される場合がある。   With the increase in energy demand in recent years, the capacity of tanks for energy transport ships has increased. Furthermore, not only liquefied petroleum gas (LPG) but also liquid ammonia may be stored and transported at low temperatures in the tank for the purpose of eliminating air transportation by energy transport ships.

このように、LPGと液体アンモニアとが積載されるタンクに用いられる鋼材(以下、タンク用鋼材という)では、アンモニアに起因した応力腐食割れの抑制が求められる。一般的に、強度(降伏強度YS及び引張強度TS)及び降伏比(=降伏強度YS/引張強度TS)が低いほど、応力腐食割れは発生しにくい。一方で、上記タンクには強度も求められる。耐応力腐食割れ性及び強度の観点から、タンク用鋼材には、降伏強度YSが355〜440MPa、引張強度TSが490〜620MPa、降伏比YRが85%以下であることを求められており、許容される強度範囲が狭い。   As described above, in steel materials used for tanks loaded with LPG and liquid ammonia (hereinafter referred to as tank steel materials), suppression of stress corrosion cracking due to ammonia is required. Generally, the lower the strength (yield strength YS and tensile strength TS) and the yield ratio (= yield strength YS / tensile strength TS), the less likely the stress corrosion cracking occurs. On the other hand, the tank is also required to have strength. From the viewpoint of stress corrosion cracking resistance and strength, tank steel materials are required to have a yield strength YS of 355 to 440 MPa, a tensile strength TS of 490 to 620 MPa, and a yield ratio YR of 85% or less. The strength range is narrow.

さらに、上述のように、タンクは低温液体アンモニアを運搬するため、タンク用鋼材には優れた低温靭性が求められる。さらに、タンク用鋼材が互いに溶接されてタンクが形成される場合がある。したがって、タンク用鋼材を溶接して形成される、溶接熱影響部(HAZ:Heat Affected Zone、以下、HAZという)にも、優れた低温靭性が求められる。   Furthermore, as described above, since the tank carries low-temperature liquid ammonia, the steel material for tanks is required to have excellent low-temperature toughness. Further, the tank steel material may be welded together to form a tank. Therefore, excellent low-temperature toughness is also required for a weld heat affected zone (HAZ) formed by welding steel for tanks.

上述の狭い許容強度範囲を満たしつつ、母材及びHAZにおいて優れた低温靭性を得るための技術が、特開2009−120876号公報(特許文献1)、特開2008−261000号公報(特許文献2)、及び特開2008−248291号公報(特許文献3)に提案されている。   Techniques for obtaining excellent low temperature toughness in the base material and HAZ while satisfying the above-described narrow allowable strength range are disclosed in JP2009-12076A (Patent Document 1) and JP2008-261000A (Patent Document 2). ) And Japanese Patent Application Laid-Open No. 2008-248291 (Patent Document 3).

特許文献1に開示されている低降伏比高張力鋼板は、質量%で、C:0.06〜0.09%、Si:0.05〜0.25%、Mn:1.2〜1.6%、P:0.01%以下(0%を含まない)、S:0.003%以下(0%を含まない)、Al:0.06%以下(0%を含まない)、B:0.0007〜0.0015%、Ti:0.009〜0.018%、N:0.0050〜0.0080%及びNb:0.012〜0.020%を夫々含有すると共に、鋼中の固溶N量が0.0003〜0.0040%であり、残部が鉄及び不可避的不純物であり、且つt/4(t:板厚)位置のミクロ組織において、全組織に占めるフェライト分率が60〜85面積%、島状マルテンサイト分率が1〜5面積%であり、残部がベイナイト組織の混合組織からなり、更に島状マルテンサイト中の残留オーステナイトが60面積%以上である。この鋼板では、島状マルテンサイト(MA)中に所定量の残留γを確保することができ、これによって鋼板(母材)の強度及び低温靭性とHAZの低温靭性とが両立できる、と特許文献1には記載されている。   The low-yield ratio high-tensile steel sheet disclosed in Patent Document 1 is in mass%, C: 0.06-0.09%, Si: 0.05-0.25%, Mn: 1.2-1. 6%, P: 0.01% or less (not including 0%), S: 0.003% or less (not including 0%), Al: 0.06% or less (not including 0%), B: 0.0007 to 0.0015%, Ti: 0.009 to 0.018%, N: 0.0050 to 0.0080% and Nb: 0.012 to 0.020%, respectively, The amount of solid solution N is 0.0003 to 0.0040%, the balance is iron and unavoidable impurities, and in the microstructure at the position of t / 4 (t: plate thickness), the ferrite fraction in the entire structure is 60 to 85 area%, island martensite fraction is 1 to 5 area%, and the remainder is a mixed structure of bainite structure It is further retained austenite in the island martensite is 60 area% or more. In this steel sheet, it is possible to secure a predetermined amount of residual γ in the island martensite (MA), whereby the strength and low temperature toughness of the steel sheet (base material) can be compatible with the low temperature toughness of HAZ. 1 is described.

特許文献2及び3に開示されている厚鋼板は、質量%で、C:0.05〜0.12%、Si:0.05〜0.25%、Mn:0.4〜2.0%、P:0.02%以下、S:0.02%以下、Nb:0.010〜0.05%Al:0.005〜0.04%、を含有し、残部Fe及び不可避的不純物らなる組成を有し、製造工程において多段階の冷却工程を実施することにより、ベイナイト変態により初析フェライトに起因する可動転位が維持され、降伏比80%以下で引張強度500MPa級の母材及び溶接熱影響部の低温靭性に優れる、と特許文献2及び3には記載されている。   The thick steel plates disclosed in Patent Documents 2 and 3 are mass%, C: 0.05 to 0.12%, Si: 0.05 to 0.25%, Mn: 0.4 to 2.0%. , P: 0.02% or less, S: 0.02% or less, Nb: 0.010 to 0.05% Al: 0.005 to 0.04%, and the balance is Fe and inevitable impurities By carrying out a multi-step cooling process in the manufacturing process, the movable dislocation caused by proeutectoid ferrite is maintained by the bainite transformation, and the base material and welding heat with a yield ratio of 80% or less and a tensile strength of 500 MPa Patent Documents 2 and 3 describe that the low temperature toughness of the affected part is excellent.

一方、介在物を用いてHAZの低温靭性を高める技術が、特開2014−5527号公報(特許文献4)及び特開平5−271864号公報(特許文献5)に提案されている。   On the other hand, techniques for increasing the low temperature toughness of HAZ using inclusions have been proposed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2014-5527 (Patent Document 4) and Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-271864 (Patent Document 5).

特許文献4に開示される鋼材は、質量%で、C:0.02〜0.25%、Si:0.0001〜0.4%、Mn:0.5〜2.0%、P:0.03%以下、S:0.001〜0.050%、O:0.001〜0.005%、N:0.006%以下、insol.Al:0.0001〜0.005%、sol.Al:0.0001〜0.0005%、insol.Mg:0.0001〜0.005%、sol.Mg:0.0001〜0.0005%を含有し、残部はFe及び不純物からなる化学組成を有し、MgとMnとAlからなる酸化物とMnSからなる、粒径0.6μm未満の複合介在物が鋼材中に1×10個/mm以上存在することにより、鋼材の溶接熱影響部は靱性に優れる、と特許文献4には記載されている。 The steel materials disclosed in Patent Document 4 are mass%, C: 0.02 to 0.25%, Si: 0.0001 to 0.4%, Mn: 0.5 to 2.0%, P: 0. 0.03% or less, S: 0.001 to 0.050%, O: 0.001 to 0.005%, N: 0.006% or less, insol. Al: 0.0001 to 0.005%, sol. Al: 0.0001 to 0.0005%, insol. Mg: 0.0001 to 0.005%, sol. Mg: 0.0001% to 0.0005%, with the balance being a chemical composition composed of Fe and impurities, composed of an oxide composed of Mg, Mn, Al, and MnS, with a composite intervening particle size of less than 0.6 μm Patent Document 4 describes that the presence of 1 × 10 6 pieces / mm 3 or more of steel in a steel material makes the weld heat affected zone of the steel material excellent in toughness.

特許文献5に開示される鋼は、重量%として、Mn:0.1〜3.0%、Al:0.01%以下、S:0.01%以下を含有し、その他必要に応じて鋼材に通常含有する諸元素を含むことができるMn酸化物とAl酸化物を含む微小粒子が分散し、鋼中に含まれる微小粒子のうちで、酸化物とMnSとから成り、かつ酸化物がMn酸化物とAl酸化物から成り、その内のMn酸化物の占める割合が重量%で酸化物部分の50〜90%となる酸化物で、かつ0.1〜10μmの大きさのものが、鋼材断面積の1mmあたり30〜2000個分散させることにより、HAZの低温靭性や深絞り性に優れる、と特許文献5には記載されている。 The steel disclosed in Patent Document 5 contains Mn: 0.1 to 3.0%, Al: 0.01% or less, S: 0.01% or less as weight%, and other steel materials as necessary. The fine particles containing Mn oxide and Al oxide, which can contain the elements normally contained in, are dispersed, and among the fine particles contained in the steel, the oxide is composed of MnS, and the oxide is Mn. A steel material composed of an oxide and an Al oxide, in which the proportion of Mn oxide in the oxide is 50% to 90% of the oxide portion by weight% and has a size of 0.1 to 10 μm. Patent Document 5 describes that 30 to 2000 particles per 1 mm 2 of the cross-sectional area are excellent in low temperature toughness and deep drawability of HAZ.

さらに、耐応力腐食割れ性及び母材の低温靭性を高める技術が、特開2016−40401号公報(特許文献6)に提案されている。   Furthermore, a technique for improving the stress corrosion cracking resistance and the low temperature toughness of the base material has been proposed in Japanese Patent Laid-Open No. 2006-40401 (Patent Document 6).

特許文献6に開示されるタンク用鋼材は、質量%で、C:0.03〜0.10%、Si:0.05〜0.5%、Mn:0.9〜2.0%、P:0.02%以下、S:0.01%以下、Nb:0.005〜0.05%以下、Ti:0.005〜0.025%、sol.Al:0.09%以下、N:0.001〜0.010%を含有し、さらに、Cu:0.50%以下、Ni:0.50%以下、Cr:0.50%以下、及び、Mo:0.20%以下からなる群から選択される1種又は2種以上を含有し、残部がFe及び不純物からなり、表面から厚さt/4の位置において、組織は面積率で50〜80%のフェライトと、硬質組織とを含有し、硬質組織は、ベイナイト、マルテンサイト、及び、パーライトからなる群から選択された1種又は2種以上からなり、フェライトの平均円相当径は5.5〜15μmである。硬質組織のうち、圧延方向に伸びた硬質組織の長軸長さ/圧延方向に伸びた硬質組織の短軸長さで定義されるアスペクト比が5以上のバンド組織の、硬質組織全体に占める面積率は50%以下であれば、耐応力腐食割れ性及び低温靭性に優れる、と特許文献6には記載されている。   The steel material for tanks disclosed in Patent Document 6 is mass%, C: 0.03 to 0.10%, Si: 0.05 to 0.5%, Mn: 0.9 to 2.0%, P : 0.02% or less, S: 0.01% or less, Nb: 0.005 to 0.05% or less, Ti: 0.005 to 0.025%, sol. Al: 0.09% or less, N: 0.001 to 0.010%, Cu: 0.50% or less, Ni: 0.50% or less, Cr: 0.50% or less, and Mo: Contains one or more selected from the group consisting of 0.20% or less, the balance is Fe and impurities, and the structure has an area ratio of 50 to 50 at a thickness t / 4 from the surface. It contains 80% ferrite and a hard structure, and the hard structure is composed of one or more selected from the group consisting of bainite, martensite, and pearlite, and the average equivalent circular diameter of the ferrite is 5. 5 to 15 μm. Among hard structures, the area occupied by the entire hard structure of a band structure having an aspect ratio of 5 or more, defined by the long axis length of the hard structure extending in the rolling direction / the short axis length of the hard structure extending in the rolling direction. Patent Document 6 describes that if the rate is 50% or less, it is excellent in resistance to stress corrosion cracking and low temperature toughness.

特開2009−120876号公報JP 2009-12076A 特開2008−261000号公報JP 2008-261000 A 特開2008−248291号公報JP 2008-248291 A 特開2014−5527号公報JP 2014-5527 A 特開平5−271864号公報JP-A-5-271864 特開2016−40401号公報JP 2006-40401 A

本発明の目的は、耐応力腐食割れ性及び低温靭性に優れ、溶接後のHAZの低温靭性に優れるタンク用鋼材及びその製造方法を提供することである。   An object of the present invention is to provide a steel material for tanks excellent in stress corrosion cracking resistance and low temperature toughness, and excellent in low temperature toughness of HAZ after welding, and a method for producing the same.

本発明によるタンク用鋼材は、質量%で、C:0.03〜0.10%、Si:0.05〜0.5%、Mn:0.9〜2.0%、P:0.02%以下、S:0.0010〜0.0100%、Nb:0.005〜0.05%、Ti:0.005〜0.025%、sol.Al:0.005%以下、N:0.0010〜0.0100%、O:0.0010〜0.0050%、Cu:0〜0.50%、Ni:0〜0.50%、Cr:0〜0.50%、Mo:0〜0.20%、V:0〜0.06%、B:0〜0.002%、Ca:0〜0.005%、及びMg:0〜0.005%を含有し、残部はFe及び不純物からなる化学組成を有する。鋼材の表面から厚さt/4の深さ位置において、組織は、面積率で50〜80%のフェライトと、硬質組織とからなる。フェライトの結晶粒の平均円相当径は5.5〜15.0μmである。硬質組織は、合計面積率で10%以下のマルテンサイト及びパーライトを含有し、残部はベイナイトからなる。硬質組織のうち、タンク用鋼材の圧延方向に伸びた硬質組織の長軸長さ/圧延方向に伸びた硬質組織の短軸長さで定義されるアスペクト比が5以上のバンド組織の、硬質組織全体に占める面積率は50%以下である。タンク用鋼材はさらに、鋼中に、Ti系酸化物とTi系酸化物の周囲に配置されるMnSとを含有する複合介在物を含む。複合介在物の断面積に占めるMnSの割合は10%以上90%未満であり、複合介在物のマトリクスとの界面に占めるMnSの割合は10%以上であり、粒径が0.5〜5.0μmの複合介在物の個数密度は10〜100個/mmである。 The steel for tank according to the present invention is mass%, C: 0.03-0.10%, Si: 0.05-0.5%, Mn: 0.9-2.0%, P: 0.02. % Or less, S: 0.0010 to 0.0100%, Nb: 0.005 to 0.05%, Ti: 0.005 to 0.025%, sol. Al: 0.005% or less, N: 0.0010 to 0.0100%, O: 0.0010 to 0.0050%, Cu: 0 to 0.50%, Ni: 0 to 0.50%, Cr: 0-0.50%, Mo: 0-0.20%, V: 0-0.06%, B: 0-0.002%, Ca: 0-0.005%, and Mg: 0-0. 005% is contained, and the balance has a chemical composition composed of Fe and impurities. In the depth position of thickness t / 4 from the surface of the steel material, the structure is composed of ferrite with an area ratio of 50 to 80% and a hard structure. The average equivalent circle diameter of the ferrite crystal grains is 5.5 to 15.0 μm. The hard structure contains 10% or less martensite and pearlite in the total area ratio, and the balance is bainite. Among hard structures, a hard structure having a band structure having an aspect ratio of 5 or more defined by the long axis length of the hard structure extending in the rolling direction of the steel for tanks / the short axis length of the hard structure extending in the rolling direction. The area ratio occupying the whole is 50% or less. The steel material for tanks further includes a composite inclusion containing Ti-based oxide and MnS disposed around the Ti-based oxide in the steel. The ratio of MnS in the cross-sectional area of the composite inclusion is 10% or more and less than 90%, the ratio of MnS in the interface with the matrix of the composite inclusion is 10% or more, and the particle size is 0.5-5. The number density of the composite inclusions of 0 μm is 10 to 100 / mm 2 .

本発明によるタンク用鋼材の製造方法は、溶製工程と、スラブ製造工程と、熱間圧延工程と、冷却工程とを備える。溶製工程では、RH真空脱ガス処理前において、溶鋼中の酸素ポテンシャルを10〜60ppmとし、RH真空脱ガス処理において化学組成を調整して上述の化学組成を有する溶鋼を製造する。スラブ製造工程では、溶鋼を用いて連続鋳造法によりスラブを製造する。熱間圧延工程は、加熱工程と圧延工程とを含む。加熱工程では、スラブを1000〜1250℃に加熱する。圧延工程では、加熱されたスラブに対して熱間圧延を実施して鋼材を製造する。熱間圧延中において、900℃以下の温度での累積圧下率を30%以上にする。冷却工程は、第1冷却工程と、第2冷却工程と、第3冷却工程と、第4冷却工程とを含む。第1冷却工程では、熱間圧延終了後から鋼材温度がT1℃となるまでの間、1.1〜5℃/秒の第1冷却速度で鋼材を冷却する。第2冷却工程では、鋼材温度がT1℃からT2℃となるまでの間、5〜15℃/秒の第2冷却速度で鋼材を冷却する。第3冷却工程では、鋼材温度がT2℃からT3℃となるまでの間、15℃/秒以上の第3冷却速度で鋼材を冷却する。第4冷却工程では、鋼材温度がT3℃となったとき、第3冷却速度での冷却を停止し、鋼材を放冷する。
ここで、Ar3≧T1≧Ar3−100、Ar3−50≧T2≧Ar3−200、Ar3−200≧T3≧350、T1−T2≧40、T2−T3≧100である。
The manufacturing method of the steel material for tanks by this invention is equipped with a melting process, a slab manufacturing process, a hot rolling process, and a cooling process. In the melting process, before the RH vacuum degassing treatment, the oxygen potential in the molten steel is set to 10 to 60 ppm, and the chemical composition is adjusted in the RH vacuum degassing treatment to produce the molten steel having the above-described chemical composition. In the slab manufacturing process, slabs are manufactured by continuous casting using molten steel. The hot rolling process includes a heating process and a rolling process. In the heating step, the slab is heated to 1000 to 1250 ° C. In the rolling process, hot rolling is performed on the heated slab to produce a steel material. During hot rolling, the cumulative rolling reduction at a temperature of 900 ° C. or lower is set to 30% or more. The cooling process includes a first cooling process, a second cooling process, a third cooling process, and a fourth cooling process. In the first cooling step, the steel material is cooled at a first cooling rate of 1.1 to 5 ° C./second until the steel material temperature reaches T1 ° C. after the hot rolling is completed. In the second cooling step, the steel material is cooled at a second cooling rate of 5 to 15 ° C./second until the steel material temperature is changed from T1 ° C. to T2 ° C. In the third cooling step, the steel material is cooled at a third cooling rate of 15 ° C./second or more until the steel material temperature is changed from T2 ° C. to T3 ° C. In the fourth cooling step, when the steel material temperature reaches T3 ° C., the cooling at the third cooling rate is stopped and the steel material is allowed to cool.
Here, A r3 ≧ T1 ≧ A r3 -100, A r3 -50 ≧ T2 ≧ A r3 -200, is A r3 -200 ≧ T3 ≧ 350, T1-T2 ≧ 40, T2-T3 ≧ 100.

本発明によるタンク用鋼材は、耐応力腐食割れ性及び低温靭性に優れ、溶接後のHAZの低温靭性に優れる。   The steel for tank according to the present invention is excellent in stress corrosion cracking resistance and low temperature toughness, and excellent in low temperature toughness of HAZ after welding.

以下、本発明の実施の形態を詳しく説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail.

本発明者らは、タンク用鋼材の耐応力腐食割れ性、鋼材(母材)の低温靭性、及び溶接後のHAZの低温靭性にについて調査及び検討し、次の知見を得た。   The present inventors investigated and examined the stress corrosion cracking resistance of steel for tanks, the low temperature toughness of steel (base material), and the low temperature toughness of HAZ after welding, and obtained the following knowledge.

(A)耐応力腐食割れ性について
上述のとおり、タンクの強度を確保しつつ、耐応力腐食割れ性を得るためには、タンク用鋼材の降伏強度YSを355〜440MPa、引張強度TSを490〜620MPa、降伏比YRを85%以下とすることが求められる。鋼材の板厚をt(mm)とした場合、鋼材表面からt/4深さ位置でのミクロ組織が面積率で50〜80%のフェライトを含有し、フェライトの結晶粒(フェライト粒)の平均円相当径が5.5〜15.0μmであれば、上記強度範囲(以下、許容強度範囲という)を得ることができる。なお、タンク用鋼材のミクロ組織において、フェライト以外の残部は硬質組織からなる。硬質組織は、合計面積率で10%以下のマルテンサイト及びパーライトを含有し、残部はベイナイトからなる。上記マルテンサイトは、焼戻しマルテンサイト及び島状マルテンサイトも含む。
(A) About stress corrosion cracking resistance As mentioned above, in order to obtain stress corrosion cracking resistance while securing the strength of the tank, the yield strength YS of the steel for tanks is 355 to 440 MPa, and the tensile strength TS is 490 to 490. It is required that 620 MPa and the yield ratio YR be 85% or less. When the thickness of the steel material is t (mm), the microstructure at a depth of t / 4 from the steel material surface contains 50-80% ferrite in area ratio, and the average of ferrite crystal grains (ferrite grains) When the equivalent circle diameter is 5.5 to 15.0 μm, the above strength range (hereinafter referred to as the allowable strength range) can be obtained. In addition, in the microstructure of the steel material for tanks, the remainder other than ferrite consists of a hard structure. The hard structure contains 10% or less martensite and pearlite in the total area ratio, and the balance is bainite. The martensite includes tempered martensite and island martensite.

(B)鋼材の低温靭性について
熱間圧延後の鋼材の冷却速度が遅すぎれば、硬質組織が鋼材の圧延方向に延伸して形成される。硬質組織のうち、アスペクト比(圧延方向に延伸した硬質組織の長軸長さ/圧延方向に伸びた硬質組織の短軸長さ)が5以上のものを「バンド組織」と定義する。バンド組織は、タンク用鋼材の低温靭性を低下させる。そのため、タンク用鋼材中のバンド組織はなるべく少ない方が好ましい。鋼材中の硬質組織全体に占めるバンド組織の面積率が50%以下であれば、鋼材(母材)において、優れた低温靭性が得られる。
(B) Low temperature toughness of steel material If the cooling rate of the steel material after hot rolling is too slow, a hard structure is formed by extending in the rolling direction of the steel material. Among hard structures, those having an aspect ratio (long axis length of hard structure stretched in the rolling direction / short axis length of hard structure extended in the rolling direction) of 5 or more are defined as “band structure”. The band structure lowers the low temperature toughness of the tank steel. Therefore, it is preferable that the band structure in the tank steel is as small as possible. If the area ratio of the band structure in the entire hard structure in the steel material is 50% or less, excellent low temperature toughness can be obtained in the steel material (base material).

(C)HAZの低温靭性について
タンク用鋼材を溶接した際に形成されるHAZの低温靭性を高めるためには、HAZ中の結晶粒を微細化することが有効である。結晶粒を微細にするための結晶粒微細化方法として、(1)オーステナイト粒(以後、γ粒という)成長をTiN等により抑制するピン留め効果を活用する方法、及び、(2)γ粒内に存在する介在物を起点に粒内フェライトを成長させて結晶粒を微細化する方法がある。
(C) About low-temperature toughness of HAZ In order to increase the low-temperature toughness of HAZ formed when welding steel for tanks, it is effective to refine crystal grains in HAZ. As a crystal grain refining method for making crystal grains fine, (1) a method of utilizing a pinning effect for suppressing the growth of austenite grains (hereinafter referred to as γ grains) with TiN or the like, and (2) in the γ grains There is a method in which intragranular ferrite is grown starting from the inclusions present in the crystal to refine the crystal grains.

しかしながら、上記(1)の結晶粒微細化方法では、溶接時にTiNの一部が溶解し、ピン留め効果が低下する場合がある。そこで、本発明者らは、上記(2)の結晶粒微細化方法に着目して、さらに検討を行った。   However, in the crystal grain refining method of (1) above, a part of TiN is dissolved during welding, and the pinning effect may be reduced. Therefore, the present inventors have further studied by paying attention to the crystal grain refining method (2).

溶接時に旧γ粒内において粒内フェライトを生成及び成長させれば、溶接後のHAZのマトリクスにおいて、結晶粒が微細化される。鋼中の介在物であるTi系酸化物は、粒内フェライトの生成核となる。Ti系酸化物とは、Tiを含有する酸化物であって、たとえば、TiO、Ti等である。そこで、本発明者らは、粒内フェライト生成と鋼中のTi系酸化物との関係についてさらに調査を行った。その結果、本発明者らは次の新たな知見を得た。 If intragranular ferrite is generated and grown in the old γ grains during welding, crystal grains are refined in the matrix of the HAZ after welding. Ti-based oxides, which are inclusions in steel, serve as nuclei for intragranular ferrite. The Ti-based oxide is an oxide containing Ti, and is, for example, TiO, Ti 2 O 3 or the like. Therefore, the inventors further investigated the relationship between intragranular ferrite formation and Ti-based oxides in steel. As a result, the present inventors obtained the following new knowledge.

(a)製鋼段階でTi系酸化物の周辺にMnSが生成することにより、Ti系酸化物とMnSとを含有する複合介在物が生成すれば、MnSと鋼材のマトリクスとの界面にMnが欠乏した領域が形成される。このMn欠乏領域(初期Mn欠乏領域)では、フェライト成長開始温度が大きく上昇する。そのため、鋼材を溶接した場合、その冷却過程において、このMn欠乏領域から粒内フェライトが優先的に成長する。   (A) If a composite inclusion containing Ti-based oxide and MnS is generated by forming MnS around the Ti-based oxide in the steelmaking stage, Mn is deficient at the interface between MnS and the steel matrix. Region is formed. In this Mn-deficient region (initial Mn-deficient region), the ferrite growth start temperature is greatly increased. Therefore, when steel is welded, intragranular ferrite grows preferentially from this Mn-deficient region during the cooling process.

(b)鋼材の溶接を行うと、複合介在物近傍に存在する鋼材のマトリクス中のMnが拡散し、Ti系酸化物の内部に存在する原子空孔にMnが吸収される。その結果、溶接により熱履歴を受けたHAZとTi系酸化物との界面に、Mnが欠乏した領域が形成される。このMn欠乏領域(溶接Mn欠乏領域)も粒内フェライトの優先成長の起点となる。   (B) When the steel material is welded, Mn in the matrix of the steel material existing in the vicinity of the composite inclusion diffuses, and Mn is absorbed by the atomic vacancy existing in the Ti-based oxide. As a result, a region deficient in Mn is formed at the interface between the HAZ and the Ti-based oxide that has received a thermal history by welding. This Mn-deficient region (welded Mn-deficient region) is also the starting point for preferential growth of intragranular ferrite.

(c)上記(a)及び(b)の両作用によりHAZ組織の微細化を達成できるため、溶接したタンクに必要なHAZの低温靭性を得ることができる。   (C) Since the HAZ structure can be refined by the actions (a) and (b) above, the low temperature toughness of the HAZ necessary for the welded tank can be obtained.

上記知見に基づいて、本発明者らは、粒内フェライトを生成しやすい複合介在物の形態についてさらに検討した。その結果、複合介在物の形態が次の要件を満たしていれば、溶接した際のHAZ中の結晶粒が微細化でき、良好な低温HAZ靭性が得られることを見出した。   Based on the above findings, the present inventors further examined the form of composite inclusions that easily generate intragranular ferrite. As a result, it was found that if the form of the composite inclusion satisfies the following requirements, the crystal grains in the HAZ at the time of welding can be refined, and good low-temperature HAZ toughness can be obtained.

(I)複合介在物の断面積に占めるMnSの割合は10%以上90%未満である。
(II)複合介在物のマトリクスとの界面に占めるMnSの割合は10%以上である。
(III)粒径が0.5〜5.0μmの複合介在物の個数密度は10〜100個/mmである。
(I) The ratio of MnS to the cross-sectional area of the composite inclusion is 10% or more and less than 90%.
(II) The ratio of MnS in the interface with the matrix of the composite inclusion is 10% or more.
(III) The number density of the composite inclusions having a particle size of 0.5 to 5.0 μm is 10 to 100 / mm 2 .

以上の知見に基づいて完成した本発明によるタンク用鋼材は、化学組成が、質量%で、C:0.03〜0.10%、Si:0.05〜0.5%、Mn:0.9〜2.0%、P:0.02%以下、S:0.0010〜0.0100%、Nb:0.005〜0.05%、Ti:0.005〜0.025%、sol.Al:0.005%以下、N:0.0010〜0.0100%、O:0.0010〜0.0050%、Cu:0〜0.50%、Ni:0〜0.50%、Cr:0〜0.50%、Mo:0〜0.20%、V:0〜0.06%、B:0〜0.002%、Ca:0〜0.005%、Mg:0〜0.005%を含有し、残部はFe及び不純物からなる。タンク用鋼材の表面から厚さt/4の深さ位置において、組織は、面積率で50〜80%のフェライトと、硬質組織とからなる。フェライトの結晶粒の平均円相当径は5.5〜15.0μmである。硬質組織は、合計面積率で10%以下のマルテンサイト及びパーライトを含有し、残部はベイナイトからなる。硬質組織のうち、タンク用鋼材の圧延方向に伸びた硬質組織の長軸長さ/圧延方向に伸びた硬質組織の短軸長さで定義されるアスペクト比が5以上のバンド組織の、硬質組織全体に占める面積率は50%以下である。タンク用鋼材はさらに、鋼中に、Ti系酸化物とTi系酸化物の周囲に配置されるMnSとを含有する複合介在物を含む。複合介在物の断面積に占めるMnSの割合は10%以上90%未満であり、複合介在物のマトリクスとの界面に占めるMnSの割合は10%以上であり、粒径が0.5〜5.0μmの複合介在物の個数密度は10〜100個/mmである。 The steel material for tanks according to the present invention completed based on the above knowledge has a chemical composition of mass%, C: 0.03 to 0.10%, Si: 0.05 to 0.5%, Mn: 0.00. 9 to 2.0%, P: 0.02% or less, S: 0.0010 to 0.0100%, Nb: 0.005 to 0.05%, Ti: 0.005 to 0.025%, sol. Al: 0.005% or less, N: 0.0010 to 0.0100%, O: 0.0010 to 0.0050%, Cu: 0 to 0.50%, Ni: 0 to 0.50%, Cr: 0 to 0.50%, Mo: 0 to 0.20%, V: 0 to 0.06%, B: 0 to 0.002%, Ca: 0 to 0.005%, Mg: 0 to 0.005 %, And the balance consists of Fe and impurities. In the depth position of thickness t / 4 from the surface of the steel material for tanks, the structure is composed of ferrite with an area ratio of 50 to 80% and a hard structure. The average equivalent circle diameter of the ferrite crystal grains is 5.5 to 15.0 μm. The hard structure contains 10% or less martensite and pearlite in the total area ratio, and the balance is bainite. Among hard structures, a hard structure having a band structure having an aspect ratio of 5 or more defined by the long axis length of the hard structure extending in the rolling direction of the steel for tanks / the short axis length of the hard structure extending in the rolling direction. The area ratio occupying the whole is 50% or less. The steel material for tanks further includes a composite inclusion containing Ti-based oxide and MnS disposed around the Ti-based oxide in the steel. The ratio of MnS in the cross-sectional area of the composite inclusion is 10% or more and less than 90%, the ratio of MnS in the interface with the matrix of the composite inclusion is 10% or more, and the particle size is 0.5-5. The number density of the composite inclusions of 0 μm is 10 to 100 / mm 2 .

上記化学組成は、Cu:0.05〜0.50%、Ni:0.05〜0.50%、Cr:0.04〜0.50%、Mo:0.03〜0.20%、及びV:0.005〜0.06%からなる群から選択される1種以上を含有してもよい。   The chemical composition is Cu: 0.05 to 0.50%, Ni: 0.05 to 0.50%, Cr: 0.04 to 0.50%, Mo: 0.03 to 0.20%, and V: You may contain 1 or more types selected from the group which consists of 0.005-0.06%.

上記化学組成は、B:0.0002〜0.002%、Ca:0.001〜0.005%、及びMg:0.001〜0.005%からなる群から選択される1種以上を含有してもよい。   The chemical composition contains at least one selected from the group consisting of B: 0.0002 to 0.002%, Ca: 0.001 to 0.005%, and Mg: 0.001 to 0.005% May be.

本発明によるタンク用鋼材の製造方法は、溶製工程と、スラブ製造工程と、熱間圧延工程と、冷却工程とを備える。溶製工程では、RH真空脱ガス処理前において、溶鋼中の酸素ポテンシャルを10〜60ppmとし、RH真空脱ガス処理において化学組成を調整して上述の化学組成を有する溶鋼を製造する。スラブ製造工程では、溶鋼を用いて連続鋳造法によりスラブを製造する。熱間圧延工程は、加熱工程と圧延工程とを含む。加熱工程では、スラブを1000〜1250℃に加熱する。圧延工程では、加熱されたスラブに対して熱間圧延を実施して鋼材を製造する。熱間圧延中において、900℃以下の温度での累積圧下率を30%以上にする。冷却工程は、第1冷却工程と、第2冷却工程と、第3冷却工程と、第4冷却工程とを含む。第1冷却工程では、熱間圧延終了後から鋼材温度がT1℃となるまでの間、1.1〜5℃/秒の第1冷却速度で鋼材を冷却する。第2冷却工程では、鋼材温度がT1℃からT2℃となるまでの間、5〜15℃/秒の第2冷却速度で鋼材を冷却する。第3冷却工程では、鋼材温度がT2℃からT3℃となるまでの間、15℃/秒以上の第3冷却速度で鋼材を冷却する。第4冷却工程では、鋼材温度がT3℃となったとき、第3冷却速度での冷却を停止し、鋼材を放冷する。
ここで、Ar3≧T1≧Ar3−100、Ar3−50≧T2≧Ar3−200、Ar3−200≧T3≧350、T1−T2≧40、T2−T3≧100である。
The manufacturing method of the steel material for tanks by this invention is equipped with a melting process, a slab manufacturing process, a hot rolling process, and a cooling process. In the melting process, before the RH vacuum degassing treatment, the oxygen potential in the molten steel is set to 10 to 60 ppm, and the chemical composition is adjusted in the RH vacuum degassing treatment to produce the molten steel having the above-described chemical composition. In the slab manufacturing process, slabs are manufactured by continuous casting using molten steel. The hot rolling process includes a heating process and a rolling process. In the heating step, the slab is heated to 1000 to 1250 ° C. In the rolling process, hot rolling is performed on the heated slab to produce a steel material. During hot rolling, the cumulative rolling reduction at a temperature of 900 ° C. or lower is set to 30% or more. The cooling process includes a first cooling process, a second cooling process, a third cooling process, and a fourth cooling process. In the first cooling step, the steel material is cooled at a first cooling rate of 1.1 to 5 ° C./second until the steel material temperature reaches T1 ° C. after the hot rolling is completed. In the second cooling step, the steel material is cooled at a second cooling rate of 5 to 15 ° C./second until the steel material temperature is changed from T1 ° C. to T2 ° C. In the third cooling step, the steel material is cooled at a third cooling rate of 15 ° C./second or more until the steel material temperature is changed from T2 ° C. to T3 ° C. In the fourth cooling step, when the steel material temperature reaches T3 ° C., the cooling at the third cooling rate is stopped and the steel material is allowed to cool.
Here, A r3 ≧ T1 ≧ A r3 -100, A r3 -50 ≧ T2 ≧ A r3 -200, is A r3 -200 ≧ T3 ≧ 350, T1-T2 ≧ 40, T2-T3 ≧ 100.

以下、本発明によるタンク用鋼材について詳述する。元素に関する「%」は、特に断りがない限り、質量%を意味する。   Hereinafter, the steel for tanks according to the present invention will be described in detail. “%” Regarding an element means mass% unless otherwise specified.

[化学組成]
本発明のタンク用鋼材の化学組成は、次の元素を含有する。
[Chemical composition]
The chemical composition of the steel material for tanks of the present invention contains the following elements.

C:0.03〜0.10%
炭素(C)は、鋼材の強度を高める。C含有量が低すぎれば、この効果が得られない。一方、C含有量が高すぎれば、HAZの低温靭性が低下する。C含有量が高すぎればさらに、鋼材の強度が高くなりすぎ、鋼材の耐応力腐食割れ性が低下する。したがって、C含有量は0.03〜0.10%である。C含有量の好ましい下限は0.04%であり、より好ましくは0.05%である。C含有量の好ましい上限は0.07%である。
C: 0.03-0.10%
Carbon (C) increases the strength of the steel material. If the C content is too low, this effect cannot be obtained. On the other hand, if the C content is too high, the low temperature toughness of the HAZ decreases. If the C content is too high, the strength of the steel material is further increased, and the stress corrosion cracking resistance of the steel material is lowered. Therefore, the C content is 0.03 to 0.10%. The minimum with preferable C content is 0.04%, More preferably, it is 0.05%. The upper limit with preferable C content is 0.07%.

Si:0.05〜0.5%
シリコン(Si)は、鋼を脱酸する。Siはさらに、鋼材の強度を高める。Si含有量が低すぎれば、これらの効果が得られない。一方、Si含有量が高すぎれば、鋼材中のHAZが過剰に硬化して、低温靭性が低下する。したがって、Si含有量は0.05〜0.5%である。Si含有量の好ましい下限は0.10%である。Si含有量の好ましい上限は0.4%であり、より好ましくは0.3%である。
Si: 0.05-0.5%
Silicon (Si) deoxidizes steel. Si further increases the strength of the steel material. If the Si content is too low, these effects cannot be obtained. On the other hand, if the Si content is too high, the HAZ in the steel material is excessively cured and the low temperature toughness is lowered. Therefore, the Si content is 0.05 to 0.5%. A preferable lower limit of the Si content is 0.10%. The upper limit with preferable Si content is 0.4%, More preferably, it is 0.3%.

Mn:0.9〜2.0%
マンガン(Mn)は、鋼の焼入れ性を高め、鋼材の強度及び低温靭性を高める。Mnはさらに、Sと結合してMnSを形成し、HAZの低温靭性を高める。Mn含有量が低すぎれば、これらの効果が得られない。一方、Mn含有量が高すぎれば、焼戻し脆性が高まり、溶接性が低下する。したがって、Mn含有量は0.9〜2.0%である。Mn含有量の好ましい下限は1.2%であり、より好ましくは1.3%である。Mn含有量の好ましい上限は1.6%であり、より好ましくは1.5%である。
Mn: 0.9 to 2.0%
Manganese (Mn) increases the hardenability of the steel and increases the strength and low temperature toughness of the steel. Mn further combines with S to form MnS and enhances the low temperature toughness of HAZ. If the Mn content is too low, these effects cannot be obtained. On the other hand, if the Mn content is too high, temper embrittlement increases and weldability decreases. Therefore, the Mn content is 0.9 to 2.0%. The minimum with preferable Mn content is 1.2%, More preferably, it is 1.3%. The upper limit with preferable Mn content is 1.6%, More preferably, it is 1.5%.

P:0.02%以下
リン(P)は不純物である。Pは、鋼材の機械的特性を低下し、特に、鋼材の低温靭性を低下する。したがって、P含有量は0.02%以下である。P含有量の好ましい上限は0.015%である。P含有量はなるべく低い方が好ましい。
P: 0.02% or less Phosphorus (P) is an impurity. P decreases the mechanical properties of the steel material, and in particular decreases the low temperature toughness of the steel material. Therefore, the P content is 0.02% or less. The upper limit with preferable P content is 0.015%. The P content is preferably as low as possible.

S:0.0010〜0.0100%
硫黄(S)はMnと結合してMnSを形成する。このとき、複合介在物が形成されれば、Mn欠乏領域が形成され、HAZの低温靭性を高めることができる。S含有量が低すぎれば、この効果は得られない。一方、S含有量が高すぎれば、粗大なMnSが単体で析出し、HAZの低温靭性が低下する。したがって、S含有量は0.0010〜0.0100%である。S含有量の好ましい下限は0.0020%である。S含有量の好ましい上限は0.0050%であり、より好ましくは0.0030%である。
S: 0.0010 to 0.0100%
Sulfur (S) combines with Mn to form MnS. At this time, if a composite inclusion is formed, a Mn-deficient region is formed, and the low temperature toughness of the HAZ can be enhanced. If the S content is too low, this effect cannot be obtained. On the other hand, if the S content is too high, coarse MnS precipitates alone and the low temperature toughness of the HAZ decreases. Therefore, the S content is 0.0010 to 0.0100%. The minimum with preferable S content is 0.0020%. The upper limit with preferable S content is 0.0050%, More preferably, it is 0.0030%.

Nb:0.005〜0.05%
ニオブ(Nb)は、炭化物を形成して鋼材中の結晶粒を微細化することにより、鋼材の強度及び低温靭性を高める。Nb含有量が低すぎればこの効果は得られない。一方、Nb含有量が高すぎれば、HAZにおいてMA(島状マルテンサイト)が多量に生成し、HAZの低温靭性が低下する。Nb含有量が高すぎればさらに、鋼材中のフェライト粒が微細化する。そのため、鋼材の強度が過剰に高くなる。したがって、Nb含有量は0.005〜0.05%である。Nb含有量の好ましい下限は0.007%である。Nb含有量の好ましい上限は0.04%であり、より好ましくは0.03%である。
Nb: 0.005 to 0.05%
Niobium (Nb) increases the strength and low-temperature toughness of steel by forming carbides and refining crystal grains in the steel. If the Nb content is too low, this effect cannot be obtained. On the other hand, if the Nb content is too high, a large amount of MA (island martensite) is generated in the HAZ, and the low temperature toughness of the HAZ is lowered. If the Nb content is too high, the ferrite grains in the steel material are further refined. Therefore, the strength of the steel material becomes excessively high. Therefore, the Nb content is 0.005 to 0.05%. A preferable lower limit of the Nb content is 0.007%. The upper limit with preferable Nb content is 0.04%, More preferably, it is 0.03%.

Ti:0.005〜0.025%
チタン(Ti)は、Ti系酸化物を形成し、粒内フェライトの生成核となり、HAZの低温靭性を高める。Tiはさらに、鋼中のNと結合してTiNを形成し、オーステナイト結晶粒の粗大化を抑制する。Ti含有量は低すぎれば、これらの効果が得られない。一方、Ti含有量が高すぎれば、Ti系酸化物の個数密度及び粗大なTi系酸化物が増加し、HAZの低温靭性が低下する。Ti含有量が高すぎればさらに、TiCが生成して降伏強度が高くなりすぎる。その結果、YRが高くなりすぎる場合がある。したがって、Ti含有量は0.005〜0.025%である。Ti含有量の好ましい下限は0.007%である。Ti含有量の好ましい上限は0.020%であり、より好ましくは0.018%である。
Ti: 0.005-0.025%
Titanium (Ti) forms a Ti-based oxide, serves as a nucleus for formation of intragranular ferrite, and enhances low temperature toughness of HAZ. Ti further combines with N in the steel to form TiN, and suppresses the coarsening of the austenite crystal grains. If the Ti content is too low, these effects cannot be obtained. On the other hand, if the Ti content is too high, the number density of Ti-based oxides and coarse Ti-based oxides increase, and the low temperature toughness of HAZ decreases. If the Ti content is too high, TiC is further generated and the yield strength becomes too high. As a result, YR may become too high. Therefore, the Ti content is 0.005 to 0.025%. A preferable lower limit of the Ti content is 0.007%. The upper limit with preferable Ti content is 0.020%, More preferably, it is 0.018%.

sol.Al:0.005%以下
アルミニウム(Al)は、鋼材を脱酸する。しかしながら、Al含有量が高すぎれば、鋼が脱酸されすぎ、Ti系酸化物の形成量が低下する。その結果、HAZの低温靭性が低下する。したがって、Al含有量は0.005%以下である。Al含有量の好ましい上限は0.004%である。本明細書でいうAl含有量は、酸可溶Al(sol.Al)の含有量である。
sol. Al: 0.005% or less Aluminum (Al) deoxidizes steel. However, if the Al content is too high, the steel is excessively deoxidized and the amount of Ti-based oxide formed decreases. As a result, the low temperature toughness of the HAZ is reduced. Therefore, the Al content is 0.005% or less. The upper limit with preferable Al content is 0.004%. The Al content referred to herein is the content of acid-soluble Al (sol. Al).

N:0.0010〜0.0100%
窒素(N)は不可避的に含有される。Nは、Tiと結合してTiNを形成し、オーステナイト粒の粗大化を抑制する。N含有量が低すぎれば、この効果が得られない。一方、N含有量が高すぎれば、鋼材及びHAZの低温靭性が低下する。したがって、N含有量は0.0010〜0.0100%である。N含有量の好ましい下限は0.0020%である。N含有量の好ましい上限は0.0060%である。
N: 0.0010 to 0.0100%
Nitrogen (N) is inevitably contained. N combines with Ti to form TiN, and suppresses austenite grain coarsening. If the N content is too low, this effect cannot be obtained. On the other hand, if the N content is too high, the low-temperature toughness of the steel material and HAZ will be reduced. Therefore, the N content is 0.0010 to 0.0100%. The minimum with preferable N content is 0.0020%. The upper limit with preferable N content is 0.0060%.

O:0.0010〜0.0050%
酸素(O)は、Tiと結合してTi系酸化物を生成し、粒内フェライトの生成核となり、HAZの低温靭性を高める。O含有量が低すぎれば、この効果が得られない。一方、O含有量が高すぎれば、粗大な酸化物系複合介在物が形成され、破壊の起点となる。その結果、鋼材及びHAZの低温靭性が低下する場合がある。したがって、O含有量は0.0010〜0.0050%である。O含有量の好ましい下限は0.0015%である。O含有量の好ましい上限は0.0030%である。
O: 0.0010 to 0.0050%
Oxygen (O) combines with Ti to produce a Ti-based oxide, serves as a nucleus of intragranular ferrite, and enhances the low temperature toughness of HAZ. If the O content is too low, this effect cannot be obtained. On the other hand, if the O content is too high, coarse oxide-based composite inclusions are formed, which becomes the starting point of destruction. As a result, the low temperature toughness of the steel material and HAZ may decrease. Therefore, the O content is 0.0010 to 0.0050%. A preferable lower limit of the O content is 0.0015%. The upper limit with preferable O content is 0.0030%.

本実施の形態のタンク用鋼材の化学組成の残部は、Fe及び不純物からなる。ここで、不純物とはタンク用鋼材を工業的に製造する際に、原料としての鉱石、スクラップ又は製造環境などから混入されるものであって、本実施形態のタンク用鋼材に悪影響を与えない範囲で許容されるものを意味する。   The balance of the chemical composition of the tank steel material of the present embodiment is composed of Fe and impurities. Here, the impurities are those that are mixed from ore, scrap, or the production environment as raw materials when industrially producing steel for tanks, and do not adversely affect the steel for tanks of this embodiment. Means what is allowed.

[任意元素について]
本発明によるタンク用鋼材はさらに、Feの一部に代えて、Cu、Ni、Cr、Mo及びVからなる群から選択される1種又は2種以上を含有してもよい。これらの元素はいずれも、鋼材の強度を高める。
[Arbitrary elements]
The steel material for tanks according to the present invention may further contain one or more selected from the group consisting of Cu, Ni, Cr, Mo and V in place of part of Fe. All of these elements increase the strength of the steel material.

Cu:0〜0.50%
銅(Cu)は任意元素であり、含有されなくてもよい。含有される場合、Cuは鋼材の強度及び耐食性を高める。Cuが少しでも含有されれば、上記効果がある程度得られる。しかしながら、Cu含有量が高すぎれば、高温割れが発生しやすくなる。したがって、Cu含有量は0〜0.50%である。Cu含有量の好ましい下限は0.05%であり、より好ましくは0.08%である。Cu含有量の好ましい上限は0.40%であり、より好ましくは0.35%である。
Cu: 0 to 0.50%
Copper (Cu) is an optional element and may not be contained. When contained, Cu increases the strength and corrosion resistance of the steel material. If Cu is contained even a little, the above effect can be obtained to some extent. However, if the Cu content is too high, hot cracking is likely to occur. Therefore, the Cu content is 0 to 0.50%. The minimum with preferable Cu content is 0.05%, More preferably, it is 0.08%. The upper limit with preferable Cu content is 0.40%, More preferably, it is 0.35%.

Ni:0〜0.50%
ニッケル(Ni)は任意元素であり、含有されなくてもよい。含有される場合、Niは鋼に固溶して鋼材の強度及び低温靭性を高める。Niが少しでも含有されれば、上記効果がある程度得られる。しかしながら、Ni含有量が高すぎれば、この効果が飽和するだけでなく、製造コストが高くなる。したがって、Ni含有量は0〜0.50%である。Ni含有量の好ましい下限は0.05%であり、より好ましくは0.08%である。Ni含有量の好ましい上限は0.45%であり、より好ましくは0.40%である。
Ni: 0 to 0.50%
Nickel (Ni) is an optional element and may not be contained. When contained, Ni is dissolved in steel to increase the strength and low temperature toughness of the steel material. If Ni is contained even a little, the above effect can be obtained to some extent. However, if the Ni content is too high, not only this effect is saturated, but also the manufacturing cost increases. Therefore, the Ni content is 0 to 0.50%. The minimum with preferable Ni content is 0.05%, More preferably, it is 0.08%. The upper limit with preferable Ni content is 0.45%, More preferably, it is 0.40%.

Cr:0〜0.50%
クロム(Cr)は任意元素であり、含有されなくてもよい。含有される場合、Crは鋼材の強度を高める。Crが少しでも含有されれば、上記効果がある程度得られる。しかしながら、Cr含有量が高すぎれば、この効果が飽和するだけでなく、HAZの低温靭性が低下する。したがって、Cr含有量は0〜0.50%である。Cr含有量の好ましい下限は0.04%であり、より好ましくは0.08%である。Cr含有量の好ましい上限は0.40%であり、より好ましくは0.35%である。
Cr: 0 to 0.50%
Chromium (Cr) is an optional element and may not be contained. When contained, Cr increases the strength of the steel material. If Cr is contained even a little, the above effect can be obtained to some extent. However, if the Cr content is too high, this effect is saturated, and the low temperature toughness of the HAZ is reduced. Therefore, the Cr content is 0 to 0.50%. The minimum with preferable Cr content is 0.04%, More preferably, it is 0.08%. The upper limit with preferable Cr content is 0.40%, More preferably, it is 0.35%.

Mo:0〜0.20%
モリブデン(Mo)は任意元素であり、含有されなくてもよい。含有される場合、Moは鋼材の強度を高める。Moが少しでも含有されれば、上記効果がある程度得られる。しかしながら、Mo含有量が高すぎれば、鋼材の強度が高くなりすぎるだけでなく、HAZの低温靭性が低下する。したがって、Mo含有量は0〜0.20%である。Mo含有量の好ましい下限は0.03%であり、より好ましくは0.05%である。Mo含有量の好ましい上限は0.15%である。
Mo: 0 to 0.20%
Molybdenum (Mo) is an optional element and may not be contained. When contained, Mo increases the strength of the steel material. If Mo is contained even a little, the above effect can be obtained to some extent. However, if the Mo content is too high, not only the strength of the steel material becomes too high, but also the low temperature toughness of the HAZ decreases. Therefore, the Mo content is 0 to 0.20%. The minimum with preferable Mo content is 0.03%, More preferably, it is 0.05%. The upper limit with preferable Mo content is 0.15%.

V:0〜0.06%
バナジウム(V)は任意元素であり、含有されなくてもよい。含有される場合、Vは炭窒化物を形成し、鋼材を析出強化する。Vが少しでも含有されれば、上記効果がある程度得られる。しかしながら、V含有量が高すぎれば、その効果が飽和するだけでなく、生産コストが高くなる。したがって、V含有量は0〜0.06%である。V含有量の好ましい下限は0.005%であり、より好ましくは0.010%である。V含有量の好ましい上限は0.05%であり、より好ましくは0.04%である。
V: 0 to 0.06%
Vanadium (V) is an optional element and may not be contained. When contained, V forms carbonitride and precipitates and strengthens the steel material. If V is contained even a little, the above effect can be obtained to some extent. However, if the V content is too high, not only the effect is saturated, but also the production cost increases. Therefore, the V content is 0 to 0.06%. The minimum with preferable V content is 0.005%, More preferably, it is 0.010%. The upper limit with preferable V content is 0.05%, More preferably, it is 0.04%.

本発明によるタンク用鋼材はさらに、Feの一部に代えて、B、Ca及びMgからなる群から選択される1種又は2種以上を含有してもよい。これらの元素はいずれも、HAZの低温靭性を高める。   The steel material for tanks according to the present invention may further contain one or more selected from the group consisting of B, Ca and Mg instead of a part of Fe. All of these elements increase the low temperature toughness of the HAZ.

B:0〜0.002%
ボロン(B)は任意元素であり、含有されなくてもよい。含有される場合、BはNと結合してBNを形成して、HAZの低温靭性に有害な固溶N量を低減する。その結果、HAZの低温靭性が高まる。Bはさらに、粒界フェライトの生成を抑制する。Bが少しでも含有されれば、上記効果がある程度得られる。しかしながら、B含有量が高すぎれば、HAZの低温靭性が低下する。したがって、B含有量は0〜0.002%である。B含有量の好ましい下限は0.0002%であり、より好ましくは0.0005%である。B含有量の好ましい上限は0.0015%である。
B: 0 to 0.002%
Boron (B) is an optional element and may not be contained. When contained, B combines with N to form BN, reducing the amount of solute N harmful to the low temperature toughness of HAZ. As a result, the low temperature toughness of the HAZ is increased. B further suppresses the formation of grain boundary ferrite. If B is contained even a little, the above effect can be obtained to some extent. However, if the B content is too high, the low temperature toughness of the HAZ will decrease. Therefore, the B content is 0 to 0.002%. The minimum with preferable B content is 0.0002%, More preferably, it is 0.0005%. The upper limit with preferable B content is 0.0015%.

Ca:0〜0.005%
カルシウム(Ca)は任意元素であり、含有されなくてもよい。含有される場合、Caは鋼中のSと結合して、MnSの伸展を抑制する。その結果、HAZの低温靭性が高まる。Caが少しでも含有されれば、上記効果がある程度得られる。しかしながら、Ca含有量が高すぎれば、この効果は飽和する。したがって、Ca含有量は0〜0.005%である。Ca含有量の好ましい下限は0.001%であり、より好ましくは0.0015%である。Ca含有量の好ましい上限は0.004%であり、より好ましくは0.003%である。
Ca: 0 to 0.005%
Calcium (Ca) is an optional element and may not be contained. When contained, Ca combines with S in the steel to suppress the extension of MnS. As a result, the low temperature toughness of the HAZ is increased. If Ca is contained even a little, the above effect can be obtained to some extent. However, this effect is saturated if the Ca content is too high. Therefore, the Ca content is 0 to 0.005%. The minimum with preferable Ca content is 0.001%, More preferably, it is 0.0015%. The upper limit with preferable Ca content is 0.004%, More preferably, it is 0.003%.

Mg:0〜0.005%
マグネシウム(Mg)は任意元素であり、含有されなくてもよい。含有される場合、MgはHAZにおいてオーステナイト粒の成長を抑制して組織を微細化する。その結果、HAZの低温靭性が高まる。Mgが少しでも含有されれば、上記効果がある程度得られる。しかしながら、Mg含有量が高すぎれば、この効果は飽和する。したがって、Mg含有量は0〜0.005%である。Mg含有量の好ましい下限は0.001%である。Mg含有量の好ましい上限は0.004%であり、より好ましくは0.003%である。
Mg: 0 to 0.005%
Magnesium (Mg) is an optional element and may not be contained. When contained, Mg suppresses the growth of austenite grains in the HAZ and refines the structure. As a result, the low temperature toughness of the HAZ is increased. If Mg is contained even a little, the above effect can be obtained to some extent. However, this effect is saturated if the Mg content is too high. Therefore, the Mg content is 0 to 0.005%. The minimum with preferable Mg content is 0.001%. The upper limit with preferable Mg content is 0.004%, More preferably, it is 0.003%.

[タンク用鋼材の構成]
上記化学組成を有するタンク用鋼材は、次の構成を有する。なお、以下に示すミクロ組織等の要件は、鋼材の平均的な組織を見るため、鋼材の表面から圧下方向に厚さt/4の位置(以下、t/4位置という、ここで、厚さtは、鋼材の圧延方向と垂直な方向(圧下方向)の長さ(厚さ)を意味する。t/4位置とは、鋼材の厚さをtとした場合、鋼材表面からt/4深さの位置を意味する。)で判断すればよい。
[Configuration of steel for tanks]
The steel for tanks having the above chemical composition has the following configuration. In addition, since the requirements such as the microstructure shown below show the average structure of the steel material, the thickness t / 4 position (hereinafter referred to as the t / 4 position, hereinafter referred to as the thickness) in the rolling direction from the surface of the steel material. t means the length (thickness) in the direction (rolling direction) perpendicular to the rolling direction of the steel material, where t / 4 position is t / 4 depth from the steel surface when the steel material thickness is t. This means the position.)

[鋼材のミクロ組織(Microstructure)]
タンク用鋼材のミクロ組織(マトリクス組織)は、面積率で50〜80%のフェライトと、硬質組織とからなる。
[Microstructure of steel]
The microstructure (matrix structure) of the steel material for tanks is composed of 50-80% ferrite in area ratio and a hard structure.

硬質組織は、合計面積率で10%以下のマルテンサイト及びパーライトを含有し、残部はベイナイトからなる。マルテンサイトは、焼戻しマルテンサイト及び島状マルテンサイトを含む。   The hard structure contains 10% or less martensite and pearlite in the total area ratio, and the balance is bainite. The martensite includes tempered martensite and island martensite.

[フェライト面積率AR
フェライト面積率ARは50〜80%である。フェライト面積率ARが低すぎれば、強度特性(降伏強度YS、引張強度TS及び降伏比YR)のいずれかが、アンモニアタンクに要求される許容強度範囲(降伏強度YSが355〜440MPa、引張強度TSが490〜620MPa、降伏比YRが85%以下)の上限を超える。そのため、耐応力腐食割れ性が低下する。
[Ferrite area ratio AR F ]
Ferrite area ratio AR F is 50 to 80%. If the ferrite area ratio AR F is too low, strength properties (yield strength YS, tensile strength TS, and yield ratio YR) any of the permissible intensity range (yield strength YS is required for the ammonia tank 355~440MPa, tensile strength TS exceeds the upper limit of 490 to 620 MPa and the yield ratio YR is 85% or less. Therefore, the stress corrosion cracking resistance is reduced.

一方、フェライト面積率ARが高すぎれば、降伏強度YSは低下するものの、引張強度TSも低下する。そのため、強度特性のいずれかが、許容強度範囲の下限未満となり、十分な強度が得られない。 On the other hand, if ferrite area ratio AR F is too high, although the yield strength YS decreases, also decreases the tensile strength TS. Therefore, one of the strength characteristics is less than the lower limit of the allowable strength range, and sufficient strength cannot be obtained.

フェライト面積率ARが50〜80%であれば、強度特性が許容強度範囲内となる。そのため、タンクにおいて十分な強度が得られ、かつ、優れた耐応力腐食割れ性が得られる。フェライト面積率ARの好ましい下限は55%であり、より好ましくは60%である。フェライト面積率ARの好ましい上限は75%であり、より好ましくは65%である。 If ferrite area ratio AR F 50 to 80%, the strength characteristics are within the allowable range of intensities. Therefore, sufficient strength can be obtained in the tank, and excellent stress corrosion cracking resistance can be obtained. A preferred lower limit of the area ratio of ferrite AR F is 55%, more preferably 60%. A preferred upper limit of the area ratio of ferrite AR F is 75%, more preferably 65%.

ミクロ組織観察及びフェライト面積率ARは次の方法で測定される。鋼材のL断面(圧延方向及び圧下方向に平行な断面)のミクロ組織をナイタール腐食により現出させる。500倍の光学顕微鏡観察を任意のt/4位置で5視野実施(撮影)し、各視野のミクロ組織画像を生成する。生成されたミクロ組織画像を、画像処理(二値化処理)して、フェライト組織と、硬質組織とを特定する。特定後、各視野でのフェライト面積率を求める。各視野のフェライト面積率の平均を、フェライト面積率AR(%)と定義する。 Microstructure observation and ferrite area ratio AR F is measured in the following manner. The microstructure of the L section of the steel material (cross section parallel to the rolling direction and the rolling direction) is revealed by nital corrosion. Five visual fields are observed (photographed) at an arbitrary t / 4 position with 500 times optical microscope observation, and a microstructure image of each visual field is generated. The generated microstructure image is subjected to image processing (binarization processing) to identify a ferrite structure and a hard structure. After identification, the ferrite area ratio in each field of view is obtained. The average of the ferrite area ratio of each visual field is defined as the ferrite area ratio AR F (%).

[フェライトの平均円相当径D
フェライトの結晶粒(フェライト粒)の平均円相当径Dは5.5〜15.0μmである。円相当径とは、フェライト粒の面積を、同じ面積を有する円に換算した場合の円の直径を意味する。平均円相当径Dが5.5μm未満であれば、フェライト粒が微細であるため降伏強度YS等が高くなりすぎ、耐応力腐食割れ性が低下する。一方、平均円相当径Dが15.0μmを超えれば、フェライト粒が粗大すぎるため、鋼材の低温靭性が低下する。したがって、平均円相当径Dは5.5〜15.0μmである。平均円相当径Dの好ましい下限は6.0μmである。平均円相当径Dの好ましい上限は10μmである。
[Average equivalent circular diameter of ferrite DF ]
The average equivalent circle diameter D F of the ferrite crystal grains (ferrite grains) is 5.5~15.0Myuemu. The equivalent circle diameter means the diameter of a circle when the area of the ferrite grain is converted into a circle having the same area. If the average equivalent circle diameter DF is less than 5.5 μm, since the ferrite grains are fine, the yield strength YS and the like become too high, and the stress corrosion cracking resistance decreases. On the other hand, if the average equivalent circle diameter DF exceeds 15.0 μm, the ferrite grains are too coarse and the low temperature toughness of the steel material is lowered. Accordingly, the average equivalent circle diameter DF is 5.5 to 15.0 μm. A preferable lower limit of the average equivalent circle diameter DF is 6.0 μm. A preferable upper limit of the average equivalent circle diameter DF is 10 μm.

フェライト粒の平均円相当径Dは次の方法で測定される。上述の各視野のミクロ組織画像において、画像処理によりフェライト粒界を特定する。特定後、汎用のアプリケーションソフト(日鉄住金テクノロジー株式会社製、商品名:粒子解析)を用いて、各視野のフェライト粒の平均円相当径(μm)を求める。求めた5視野の平均円相当径の平均を、フェライトの平均円相当径D(μm)と定義する。 The average equivalent circle diameter DF of the ferrite grains is measured by the following method. In the microstructure image of each visual field described above, the ferrite grain boundary is specified by image processing. After identification, the average equivalent circle diameter (μm) of the ferrite grains in each field of view is obtained using general-purpose application software (manufactured by Nippon Steel & Sumikin Technology Co., Ltd., trade name: particle analysis). The average of the average equivalent circle diameters of the five fields of view obtained is defined as the average equivalent circle diameter D F (μm) of ferrite.

[硬質組織中の相の特定]
硬質組織中のマルテンサイトの総面積は次の方法で測定される。すなわち、鋼材のL断面を鏡面研磨し、レペラ腐食液により腐食する。その後、光学顕微鏡を用いて組織観察を行うとともに、写真を撮影して画像解析する。マルテンサイトはコントラストにより判別可能である。なお、SR処理するとマルテンサイトは分解してフェライトとセメンタイトになるので、測定はSR処理していない圧延まま材を用いる。
[Identification of phases in hard structure]
The total area of martensite in the hard tissue is measured by the following method. That is, the L cross section of the steel material is mirror-polished and corroded by the repeller corrosive liquid. Thereafter, tissue observation is performed using an optical microscope, and photographs are taken and image analysis is performed. Martensite can be distinguished by contrast. In addition, since martensite will decompose | disassemble into ferrite and cementite when SR processing is carried out, the measurement uses the material with the rolling which is not SR processing.

また、硬質組織中のパーライトの総面積は次の方法で測定される。すなわち、鋼材のL断面を鏡面研磨し、ナイタール腐食液により腐食する。パーライトはコントラストにより他の相と区別して判別可能である。なお、この測定もSR処理していない圧延まま材を用いる。   The total area of pearlite in the hard tissue is measured by the following method. That is, the L cross section of the steel material is mirror-polished and corroded by the nital corrosion liquid. Perlite can be distinguished from other phases by contrast. In addition, this measurement uses the raw material which is not SR-processed.

相の特定後、各視野において、硬質組織中のマルテンサイト及びパーライトの総面積率を求める。各視野における硬質組織中のマルテンサイト及びパーライトの総面積率の平均を、硬質組織中のマルテンサイト及びパーライトの合計面積率(%)と定義する。   After the phase is specified, the total area ratio of martensite and pearlite in the hard structure is determined in each visual field. The average of the total area ratio of martensite and pearlite in the hard structure in each visual field is defined as the total area ratio (%) of martensite and pearlite in the hard structure.

[硬質組織中のバンド組織の面積率AR
本実施形態のタンク用鋼材ではさらに、硬質組織中のバンド組織の面積率が50%以下である。
[Area ratio AR B of band structure in hard structure]
In the tank steel material of this embodiment, the area ratio of the band structure in the hard structure is 50% or less.

上述のとおり、バンド組織は、L断面における硬質組織のうち、式(1)で定義されるアスペクト比が5以上となる硬質組織である。つまり、バンド組織は、圧延方向に長く延在する硬質組織である。
アスペクト比=圧延方向に伸びた硬質組織の長軸長さ/圧延方向に伸びた硬質組織の短軸長さ 式(1)
ここで、アスペクト比が5以上でも硬質組織が圧延方向への伸長が認められない場合、バンド組織には含めない。また、「圧延方向に伸びた硬質組織」とは、硬質組織の長軸と圧延方向とがなす角が15°以下の硬質組織を意味する。
As described above, the band structure is a hard structure in which the aspect ratio defined by the formula (1) is 5 or more among the hard structures in the L cross section. That is, the band structure is a hard structure that extends long in the rolling direction.
Aspect ratio = major axis length of hard structure elongated in rolling direction / minor axis length of hard structure elongated in rolling direction Formula (1)
Here, even when the aspect ratio is 5 or more, if the hard structure is not recognized to be elongated in the rolling direction, it is not included in the band structure. The “hard structure extending in the rolling direction” means a hard structure having an angle formed by the long axis of the hard structure and the rolling direction of 15 ° or less.

バンド組織の面積率ARは、次の方法で求められる。鋼材のL断面のミクロ組織をナイタール腐食により現出させる。200倍の光学顕微鏡観察をt/4位置で5視野実施(撮影)し、各視野のミクロ組織画像を生成する。生成された各視野のミクロ組織画像において、フェライトと硬質組織とを二値化処理して特定する。特定後、上記アプリケーションソフトを用いて、各硬質組織のアスペクト比を算出する。アスペクト比が5以上の硬質組織(バンド組織)の面積率を求める。各視野でのバンド組織の面積率の平均を、L断面の硬質組織における、バンド組織の面積率AR(%)と定義する。 Area ratio AR B band tissue is obtained by the following method. The microstructure of the L section of the steel material is revealed by nital corrosion. The optical microscope observation of 200 times is carried out (photographed) at the t / 4 position for five visual fields, and a microstructure image of each visual field is generated. In the generated microstructure image of each visual field, the ferrite and the hard structure are specified by binarization processing. After identification, the aspect ratio of each hard tissue is calculated using the application software. The area ratio of a hard structure (band structure) having an aspect ratio of 5 or more is obtained. The average of the area ratio of the band structure in each visual field is defined as the area ratio AR B (%) of the band structure in the hard tissue having the L cross section.

バンド組織の面積率ARが50%以下であれば、鋼材の低温靭性が高まる。ARが50%以下であればさらに、硬質組織が微細に分散する。そのため、加工硬化特性が高まり、降伏比YRが低下する。好ましい面積率ARは20%以下であり、さらに好ましくは、0%である。 If the area ratio AR B band tissue is less than 50%, it increases the low temperature toughness of the steel. AR B is further equal to or less than 50%, the hard tissue is finely dispersed. Therefore, work hardening characteristics are enhanced and the yield ratio YR is decreased. Preferred area ratio AR B is 20% or less, more preferably 0%.

[複合介在物の断面積に占めるMnSの割合]
本実施形態のタンク用鋼材は、鋼材中にTi系酸化物とTi系酸化物の周囲に配置されるMnSとを含有する複合介在物を含む。鋼材の横断面(圧延方向に垂直な断面)において、複合介在物の断面積に占めるMnSの割合(面積率)が10%未満であれば、複合介在物のMnSとマトリクス(母相)との界面に初期Mn欠乏層が十分に形成されない。そのため溶接した際に生成する粒内フェライトの生成量が低下する。一方、複合介在物の断面積に占めるMnSの割合が90%以上であれば、複合介在物はMnS主体となる。この場合、MnがTi系酸化物中の原子空孔に吸収される駆動力は働かず、溶接Mn欠乏層が形成されないため、粒内フェライトの生成量が低下する。したがって、複合介在物の断面積に占めるMnSの割合は、10%以上90%未満である。
[Percentage of MnS in the cross-sectional area of composite inclusions]
The steel material for tanks of this embodiment contains the composite inclusion containing Ti type | system | group oxide and MnS arrange | positioned around Ti type | system | group oxide in steel material. If the ratio (area ratio) of MnS to the cross-sectional area of the composite inclusion is less than 10% in the cross section of the steel material (cross section perpendicular to the rolling direction), the MnS of the composite inclusion and the matrix (matrix) The initial Mn-deficient layer is not sufficiently formed at the interface. Therefore, the amount of intragranular ferrite produced when welding is reduced. On the other hand, if the ratio of MnS in the cross-sectional area of the composite inclusion is 90% or more, the composite inclusion is mainly MnS. In this case, the driving force by which Mn is absorbed by the atomic vacancies in the Ti-based oxide does not work, and the welded Mn-deficient layer is not formed, so that the amount of intragranular ferrite produced decreases. Therefore, the ratio of MnS to the cross-sectional area of the composite inclusion is 10% or more and less than 90%.

複合介在物の断面積に占めるMnSの割合は、次の方法で測定される。鋼材の横断面のうち、t/4位置を20箇所特定する。電子プローブマイクロアナライザー(EPMA)を用い、複合介在物を面分析したマッピング画像から、複合介在物の断面積におけるMnSの面積率(%)を決定する。得られた面積率の平均値を、複合介在物の断面積に占めるMnSの割合(MnS面積率)(%)と定義する。   The ratio of MnS to the cross-sectional area of the composite inclusion is measured by the following method. In the cross section of the steel material, 20 t / 4 positions are specified. Using an electron probe microanalyzer (EPMA), the area ratio (%) of MnS in the cross-sectional area of the composite inclusion is determined from the mapping image obtained by plane analysis of the composite inclusion. The average value of the obtained area ratio is defined as the ratio (MnS area ratio) (%) of MnS to the cross-sectional area of the composite inclusion.

[複合介在物のマトリクスとの界面に占めるMnSの割合]
複合介在物中のMnSはTi系酸化物の周囲に形成される。すなわち、複合介在物とマトリックスとの界面にMnSは形成される。鋼材の横断面において、複合介在物の界面に占めるMnSの割合が10%未満であれば、MnSとマトリクスとの界面に形成される初期Mn欠乏領域が小さく、溶接しても粒内フェライトの生成量が十分でないので、良好な低温HAZ靭性を得ることができない。したがって、複合介在物のマトリクスとの界面に占めるMnSの割合は、10%以上である。MnSの割合が大きいほど粒内フェライトが生成しやすくなるため、MnSの割合の上限は定めないが、通常80%以下となる。
[Percentage of MnS in the interface with the matrix of composite inclusions]
MnS in the composite inclusion is formed around the Ti-based oxide. That is, MnS is formed at the interface between the composite inclusion and the matrix. If the ratio of MnS occupying the interface of the composite inclusion is less than 10% in the cross section of the steel material, the initial Mn-deficient region formed at the interface between MnS and the matrix is small. Since the amount is not sufficient, good low temperature HAZ toughness cannot be obtained. Therefore, the ratio of MnS in the interface with the composite inclusion matrix is 10% or more. Since the intragranular ferrite is more easily generated as the proportion of MnS increases, the upper limit of the proportion of MnS is not defined, but is usually 80% or less.

複合介在物の界面に占めるMnSの割合は、次の方法で測定される。MnS面積率の測定に用いたMnSマッピング画像から、断面における複合介在物のマトリクスとの界面の周長に対するMnSとマトリクスとの界面の周長の割合を求める。得られた割合の平均値を、複合介在物のマトリクスとの界面に占めるMnSの割合(MnS周占有率)(%)と定義する。   The ratio of MnS to the interface of the composite inclusion is measured by the following method. From the MnS mapping image used for the measurement of the MnS area ratio, the ratio of the peripheral length of the interface between MnS and the matrix to the peripheral length of the interface between the composite inclusions and the matrix in the cross section is obtained. The average value of the obtained ratios is defined as the ratio of MnS (MnS peripheral occupancy) (%) in the interface with the matrix of composite inclusions.

[複合介在物の個数密度]
本明細書において、複合介在物の個数密度とは、規定の粒径を有する複合介在物の、単位面積当たりの個数である。複合介在物の粒径とは、複合介在物の面積を、同じ面積を有する円に換算した場合の円の直径、すなわち円相当径を意味する。複合介在物の粒径が小さすぎれば、複合介在物が周辺のマトリクスから吸収できるMn量が低下し、粒内フェライトの生成量が低下する。一方で、複合介在物の粒径が大きすぎれば、粗大な複合介在物が破壊の起点となる。したがって、本発明において、対象とする複合介在物の粒径は、0.5〜5.0μmである。
[Number density of composite inclusions]
In this specification, the number density of composite inclusions is the number per unit area of composite inclusions having a prescribed particle size. The particle size of the composite inclusion means the diameter of the circle when the area of the composite inclusion is converted into a circle having the same area, that is, the equivalent circle diameter. If the particle size of the composite inclusion is too small, the amount of Mn that the composite inclusion can absorb from the surrounding matrix decreases, and the amount of intragranular ferrite produced decreases. On the other hand, if the particle size of the composite inclusions is too large, coarse composite inclusions become the starting point of destruction. Therefore, in the present invention, the target composite inclusions have a particle size of 0.5 to 5.0 μm.

複合介在物の個数密度は、Mn吸収量に関わる。γ粒界からの粗大なフェライトの成長を抑制するためには、γ粒内に少なくとも1つ以上の複合介在物が含まれる必要がある。粒径が0.5〜5.0μmの複合介在物の個数密度が10個/mm未満であれば、粒内フェライトが十分に生成されない。一方で、粒径が0.5〜5.0μmの複合介在物の個数密度が100個/mmを超えれば、複合介在物が破壊の起点となりやすい。したがって、粒径が0.5〜5.0μmの複合介在物の個数密度は10〜100個/mmである。 The number density of composite inclusions is related to the amount of Mn absorption. In order to suppress the growth of coarse ferrite from the γ grain boundary, it is necessary that at least one composite inclusion is contained in the γ grain. If the number density of composite inclusions having a particle size of 0.5 to 5.0 μm is less than 10 / mm 2 , intragranular ferrite is not sufficiently generated. On the other hand, if the number density of the composite inclusions having a particle size of 0.5 to 5.0 μm exceeds 100 / mm 2 , the composite inclusions are likely to be the starting point of destruction. Therefore, the number density of the composite inclusion having a particle size of 0.5 to 5.0 μm is 10 to 100 / mm 2 .

粒径が0.5〜5.0μmの複合介在物の個数密度は、次の方法で測定される。鋼材の横断面のうち、t/4位置を4視野特定する(視野面積は1mm)。SEM−EDXを組み合わせた自動介在物分析装置を用いて、複合介在物の形状測定を実施する。具体的には、得られたSEM画像に含まれる粒径0.5〜5.0μmの複合介在物の個数(個)から、複合介在物の個数密度(個/mm)を求める。各視野において得られた複合介在物の個数密度の平均を求め、タンク用鋼材中の粒径が0.5〜5.0μmの複合介在物の個数密度(個/mm)と定義する。 The number density of composite inclusions having a particle size of 0.5 to 5.0 μm is measured by the following method. Of the cross-section of the steel material, four visual fields are specified at the t / 4 position (the visual field area is 1 mm 2 ). Using an automatic inclusion analyzer combined with SEM-EDX, the shape of the composite inclusion is measured. Specifically, the number density of composite inclusions (pieces / mm 2 ) is determined from the number of composite inclusions having a particle size of 0.5 to 5.0 μm included in the obtained SEM image. The average of the number density of the composite inclusions obtained in each field of view is determined and defined as the number density (number / mm 2 ) of the composite inclusions having a particle diameter of 0.5 to 5.0 μm in the tank steel.

[製造方法]
本実施形態のタンク用鋼材の製造方法の一例を説明する。以下の説明では、タンク用鋼材を鋼板とする。本例において、タンク用鋼材の製造方法は、溶製工程と、スラブ製造工程と、熱間圧延工程と、冷却工程とを含む。
[Production method]
An example of the manufacturing method of the steel material for tanks of this embodiment is demonstrated. In the following description, the steel for tanks is a steel plate. In this example, the manufacturing method of the steel material for tanks includes a melting step, a slab manufacturing step, a hot rolling step, and a cooling step.

[溶製工程]
溶製工程では、RH(Ruhrstahl−Hausen)真空脱ガス処理前の溶鋼に対してArガスを上部より溶鋼内に吹き込み、溶鋼表面のスラグと溶鋼とを反応させることにより、スラグ内のトータルFe量を調整し、溶鋼中の酸素ポテンシャルOxpを10〜60ppmの範囲とする。
[Melting process]
In the melting process, Ar gas is blown into the molten steel from the upper part to the molten steel before RH (Ruhrstahl-Hausen) vacuum degassing treatment, and the slag on the molten steel surface reacts with the molten steel, thereby making the total Fe amount in the slag To adjust the oxygen potential Oxp in the molten steel to a range of 10 to 60 ppm.

上記工程において、Arガスの流量はたとえば100〜200L/minであり、吹き込み時間はたとえば5〜15(min)である。続いてRH真空脱ガス処理を実施し、各元素を添加し、成分調整を行う。   In the above process, the flow rate of Ar gas is, for example, 100 to 200 L / min, and the blowing time is, for example, 5 to 15 (min). Subsequently, RH vacuum degassing is performed, each element is added, and the components are adjusted.

[スラブ製造工程]
上記溶製工程により上述の化学組成を有する溶鋼を製造する。製造された溶鋼を用いて、周知の連続鋳造法によりスラブを製造する。
[Slab manufacturing process]
The molten steel which has the above-mentioned chemical composition is manufactured by the said melting process. A slab is manufactured by a known continuous casting method using the manufactured molten steel.

[熱間圧延工程]
スラブに対して熱間圧延を実施して、上述のタンク用鋼材を製造する。熱間圧延工程の詳細は次のとおりである。
[Hot rolling process]
Hot rolling is performed on the slab to produce the above-described steel for tanks. The details of the hot rolling process are as follows.

[加熱工程]
初めに、スラブを加熱炉で加熱する。加熱温度は1000〜1250℃である。加熱温度が1000℃未満である場合、オーステナイト結晶粒が微細化されるため、フェライト結晶粒が微細化される。この場合、タンク用鋼材の強度が高くなりすぎる。そのため、許容強度範囲の上限を超える。一方、加熱温度が1250℃を超える場合、オーステナイト結晶粒が粗大化する。この場合、タンク用鋼材の低温靭性が低下する。
[Heating process]
First, the slab is heated in a heating furnace. The heating temperature is 1000 to 1250 ° C. When the heating temperature is less than 1000 ° C., since the austenite crystal grains are refined, the ferrite crystal grains are refined. In this case, the strength of the steel for the tank becomes too high. Therefore, it exceeds the upper limit of the allowable strength range. On the other hand, when the heating temperature exceeds 1250 ° C., the austenite crystal grains become coarse. In this case, the low temperature toughness of the tank steel material is lowered.

[圧延工程]
加熱炉からスラブを抽出し、スラブに対して熱間圧延を実施して鋼材(鋼板)を製造する。このとき、圧延中のスラブの温度が900℃以下での累積圧下率RR900を30%以上にする。900℃以下での累積圧下率RR900が30%未満と少ない場合、結晶粒が粗大化して、低温靭性が低下する。したがって、900℃以下での累積圧下率RR900は30%以上である。好ましい累積圧下率RR900は35%以上である。圧延中のスラブの下限温度は特に規定しないが、次工程である水冷工程を考慮すると、圧延中のスラブの温度はAr3−10(℃)以上とすることが好ましい。
[Rolling process]
A slab is extracted from the heating furnace, and hot rolling is performed on the slab to produce a steel material (steel plate). At this time, the cumulative reduction ratio RR 900 when the temperature of the slab during rolling is 900 ° C. or less is set to 30% or more. When the cumulative rolling reduction ratio RR 900 at 900 ° C. or less is as small as less than 30%, the crystal grains are coarsened and the low temperature toughness is lowered. Therefore, the cumulative rolling reduction rate RR 900 at 900 ° C. or lower is 30% or higher. A preferred cumulative rolling reduction ratio RR 900 is 35% or more. Although the minimum temperature of the slab during rolling is not particularly defined, the temperature of the slab during rolling is preferably set to Ar 3 −10 (° C.) or higher in consideration of the water cooling process which is the next process.

[冷却工程]
冷却工程は、熱間圧延直後から、次の冷却工程を鋼材に対して実施する。
第1冷却工程:熱間圧延終了後から鋼材温度がT1℃となるまでの間、1.1〜5℃/秒の第1冷却速度で鋼材を冷却する。
第2冷却工程:鋼材温度がT1℃からT2℃となるまでの間、5〜15℃/秒の第2冷却速度で鋼材を冷却する。
第3冷却工程:鋼材温度がT2℃からT3℃となるまでの間、15℃/秒以上の第3冷却速度で鋼材を冷却する。
第4冷却工程:鋼材温度がT3℃となったとき、第3冷却速度での冷却を停止し、鋼材を放冷する。
ここで、Ar3≧T1≧Ar3−100、Ar3−50≧T2≧Ar3−200、Ar3−200≧T3≧350、T1−T2≧40、T2−T3≧100である。
[Cooling process]
A cooling process implements the next cooling process with respect to steel materials immediately after hot rolling.
First cooling step: The steel material is cooled at a first cooling rate of 1.1 to 5 ° C./second until the steel material temperature reaches T1 ° C. after the end of hot rolling.
Second cooling step: The steel material is cooled at a second cooling rate of 5 to 15 ° C./second until the steel material temperature is changed from T1 ° C. to T2 ° C.
Third cooling step: The steel material is cooled at a third cooling rate of 15 ° C./second or more until the steel material temperature becomes T2 ° C. to T3 ° C.
Fourth cooling step: When the steel material temperature reaches T3 ° C., the cooling at the third cooling rate is stopped and the steel material is allowed to cool.
Here, A r3 ≧ T1 ≧ A r3 -100, A r3 -50 ≧ T2 ≧ A r3 -200, is A r3 -200 ≧ T3 ≧ 350, T1-T2 ≧ 40, T2-T3 ≧ 100.

本発明では、熱間圧延終了後に所定期間放冷する代わりに、上述のとおり、熱間圧延直後から上記第1冷却速度で冷却を実施する。第1冷却速度は水冷に相当する速度である。第1冷却工程を実施することにより、バンド組織の生成が抑制され、硬質組織が鋼材中に微細分散される。そのため、バンド組織面積率が50%以下になる。   In the present invention, cooling is performed at the first cooling rate immediately after hot rolling as described above, instead of allowing to cool for a predetermined period after completion of hot rolling. The first cooling rate is a rate corresponding to water cooling. By performing a 1st cooling process, the production | generation of a band structure is suppressed and a hard structure is finely dispersed in steel materials. Therefore, the band tissue area ratio is 50% or less.

第1冷却工程に引き続き、第1冷却工程での冷却速度以上の冷却速度で冷却する第2冷却工程を実施する。これにより、第1冷却工程及び第2冷却工程で生成されるフェライトの面積率が50〜80%となり、かつ、フェライト粒の平均円相当径が5.5〜15.0μmとなる。   Subsequent to the first cooling step, a second cooling step is performed in which cooling is performed at a cooling rate equal to or higher than the cooling rate in the first cooling step. Thereby, the area ratio of the ferrite produced | generated by a 1st cooling process and a 2nd cooling process will be 50 to 80%, and the average equivalent circular diameter of a ferrite grain will be 5.5 to 15.0 micrometers.

第2冷却工程に引き続き、第2冷却工程での冷却速度以上の冷却速度で冷却する第3冷却工程を実施する。これにより、上述の硬質組織が生成する。第3冷却工程に引き続き、鋼材を放冷する第4冷却工程を実施することにより、硬質組織中のマルテンサイトの面積分率を抑えることができる。   Subsequent to the second cooling step, a third cooling step of cooling at a cooling rate equal to or higher than the cooling rate in the second cooling step is performed. Thereby, the above-mentioned hard tissue is generated. Subsequent to the third cooling step, the fourth cooling step of allowing the steel material to cool is performed, whereby the area fraction of martensite in the hard structure can be suppressed.

第1〜第4冷却工程を詳細は、次のとおりである。   The details of the first to fourth cooling steps are as follows.

[第1冷却工程]
仕上げ圧延終了後から鋼板の温度T1までの間の冷却速度CR1を1.1〜5℃/秒として、鋼材を冷却する。ここで、温度T1はAr3≧T1≧Ar3−100を満足する温度である。
[First cooling step]
The steel material is cooled by setting the cooling rate CR1 between 1.1 to 5 ° C./sec after the finish rolling to the temperature T1 of the steel plate. Here, the temperature T1 is a temperature that satisfies A r3 ≧ T1 ≧ A r3 −100.

温度T1がAr3点を超えれば、十分なフェライトが得られない。一方、温度T1がAr3点−100℃未満の場合、フェライト生成量が多くなりすぎ、フェライト面積率ARが80%を超える。その結果、その結果、タンク用鋼材の強度特性が低下する場合がある。 If the temperature T1 exceeds the Ar3 point, sufficient ferrite cannot be obtained. On the other hand, if the temperature T1 is less than A r3 point -100 ° C., too much ferrite generation amount, the ferrite area ratio AR F exceeds 80%. As a result, as a result, the strength characteristics of the steel for tanks may deteriorate.

冷却速度CR1が1.1℃/秒未満の場合、バンド組織が過剰に形成され、バンド組織面積率ARが50%を超える。この場合、鋼材は十分な低温靭性が得られない。一方、冷却速度CR1が5℃/秒を超えれば、フェライトの平均円相当径Dが5.5μm未満になる。そのため、タンク用鋼材の強度特性が、許容強度範囲を超え、十分な耐応力腐食割れが得られない。 If the cooling rate CR1 is less than 1.1 ° C. / sec, band structure is excessively formed, the band structure area ratio AR B exceeds 50%. In this case, the steel material cannot obtain sufficient low temperature toughness. On the other hand, if the cooling rate CR1 exceeds 5 ° C./second, the average equivalent-circle diameter DF of the ferrite becomes less than 5.5 μm. Therefore, the strength characteristics of the steel material for tanks exceed the allowable strength range, and sufficient stress corrosion cracking cannot be obtained.

上述の冷却速度CR1は、水冷の水量を調整することにより実現可能である。冷却速度CR1はたとえば、仕上げ圧延終了直後から温度T1になるまでの時間に基づいて算出できる。   The cooling rate CR1 described above can be realized by adjusting the amount of water cooling. The cooling rate CR1 can be calculated based on, for example, the time from the end of finish rolling to the temperature T1.

[第2冷却工程]
鋼板の温度T1からT2までの間の冷却速度CR2を5〜15℃/秒として、鋼材を冷却する。ここで、温度T2はAr3−50≧T2≧Ar3−200及びT1−T2≧40を満足する温度である。
[Second cooling step]
The steel material is cooled by setting the cooling rate CR2 between the temperature T1 and T2 of the steel sheet to 5 to 15 ° C./second. Here, the temperature T2 is a temperature that satisfies A r3 −50 ≧ T2 ≧ A r3 −200 and T1−T2 ≧ 40.

温度T2がAr3点−50℃を超える場合、温度T1との差がなく、十分なフェライトが得られない。したがって、フェライト面積率ARが50%未満になり、さらにフェライト粒の平均円相当径Dが5.5μm未満になる。そのため、タンク用鋼材の強度特性が、許容強度範囲を超え、十分な耐応力腐食割れが得られない。一方、温度T2がAr3−200℃未満の場合、フェライト生成量が多くなりすぎ、フェライト面積率ARが80%を超える。その結果、タンク用鋼材の強度特性が低下する場合がある。また、T1−T2≧40を満足しない場合も温度T1と温度T2との差がないため、十分なフェライトが得られない。したがって、フェライト面積率ARが50%未満になる。そのため、タンク用鋼材の強度特性が、許容強度範囲を超え、十分な耐応力腐食割れが得られない。 When the temperature T2 exceeds Ar3 point −50 ° C., there is no difference from the temperature T1, and sufficient ferrite cannot be obtained. Therefore, the ferrite area ratio AR F becomes less than 50%, further the average equivalent circle diameter D F of the ferrite grains is less than 5.5 [mu] m. Therefore, the strength characteristics of the steel material for tanks exceed the allowable strength range, and sufficient stress corrosion cracking cannot be obtained. On the other hand, if the temperature T2 is less than A r3 -200 ° C., too much ferrite generation amount, the ferrite area ratio AR F exceeds 80%. As a result, the strength characteristics of the steel for tanks may deteriorate. Further, even when T1−T2 ≧ 40 is not satisfied, there is no difference between the temperature T1 and the temperature T2, and thus sufficient ferrite cannot be obtained. Therefore, the ferrite area ratio AR F is less than 50%. Therefore, the strength characteristics of the steel material for tanks exceed the allowable strength range, and sufficient stress corrosion cracking cannot be obtained.

冷却速度CR2が5℃/秒未満であれば、フェライト生成量が多くなりすぎ、フェライト面積率ARが80%を超え、さらにフェライト粒の平均円相当径Dが15.0μmを超える。その結果、タンク用鋼材の強度特性が低下する場合がある。一方、冷却速度CR2が15℃/秒を超えれば、十分な量のフェライトが得られず、フェライト面積率ARが50%未満になる。そのため、タンク用鋼材の強度特性が、許容強度範囲を超え、十分な耐応力腐食割れが得られない。さらに鋼材の低温靭性が低下する場合がある。 If it is less than the cooling rate CR2 is 5 ° C. / sec, too much ferrite generation amount, the ferrite area ratio AR F exceeds 80%, even an average equivalent circle diameter D F of the ferrite grains exceeds 15.0 .mu.m. As a result, the strength characteristics of the steel for tanks may deteriorate. On the other hand, the cooling rate CR2 is if it exceeds 15 ° C. / sec, can not be obtained a sufficient amount of ferrite, the ferrite area ratio AR F is less than 50%. Therefore, the strength characteristics of the steel material for tanks exceed the allowable strength range, and sufficient stress corrosion cracking cannot be obtained. Furthermore, the low temperature toughness of the steel material may be reduced.

上記冷却速度CR2での冷却速度は、たとえば水冷の水量を調整することで実現できる。冷却速度CR2の算出は、冷却速度CR1と同様である。   The cooling rate at the cooling rate CR2 can be realized, for example, by adjusting the amount of water cooling. The calculation of the cooling rate CR2 is the same as that of the cooling rate CR1.

[第3冷却工程]
鋼板の温度T2からT3までの間の冷却速度CR3を15℃/秒以上として、鋼材を冷却する。ここで、温度T3はAr3−200≧T3≧350及びT2−T3≧100を満足する温度である。
[Third cooling step]
The steel material is cooled by setting the cooling rate CR3 between the temperature T2 and T3 of the steel sheet to 15 ° C./second or more. Here, the temperature T3 is a temperature which satisfies the A r3 -200 ≧ T3 ≧ 350 and T2-T3 ≧ 100.

温度T3がAr3点−200℃を超える場合、硬質組織内に過剰にパーライトが生成される。その結果、硬質組織内のマルテンサイト及びパーライトの合計面積率が10%を超える。この場合、鋼材の強度特性が低下し、さらに鋼材の低温靭性が低下する場合がある。一方、温度T3が350℃未満である場合、硬質組織内に過剰にマルテンサイトが生成される。その結果、硬質組織内のマルテンサイト及びパーライトの合計面積率が10%を超える。この場合、鋼材の強度特性が低下し、さらに鋼材の低温靭性が低下する場合がある。また、T2−T3≧100を満足しない場合も温度T2と温度T3との差がなく、硬質組織内に過剰にパーライトが生成される。その結果、硬質組織内のマルテンサイト及びパーライトの合計面積率が10%を超える。この場合、鋼材の強度特性が低下し、さらに鋼材の低温靭性が低下する場合がある。 When temperature T3 exceeds Ar3 point -200 ° C, pearlite is excessively generated in the hard tissue. As a result, the total area ratio of martensite and pearlite in the hard tissue exceeds 10%. In this case, the strength characteristics of the steel material may deteriorate, and the low temperature toughness of the steel material may decrease. On the other hand, when the temperature T3 is less than 350 ° C., excessive martensite is generated in the hard tissue. As a result, the total area ratio of martensite and pearlite in the hard tissue exceeds 10%. In this case, the strength characteristics of the steel material may deteriorate, and the low temperature toughness of the steel material may decrease. Even when T2−T3 ≧ 100 is not satisfied, there is no difference between the temperature T2 and the temperature T3, and excessive pearlite is generated in the hard tissue. As a result, the total area ratio of martensite and pearlite in the hard tissue exceeds 10%. In this case, the strength characteristics of the steel material may deteriorate, and the low temperature toughness of the steel material may decrease.

冷却速度CR3が15℃/秒未満であれば、硬質強度の強度が十分に得られない。この場合、鋼材の降伏強度YS又は引張強度TSが過剰に低くなる場合がある。   If the cooling rate CR3 is less than 15 ° C./second, sufficient strength of hard strength cannot be obtained. In this case, the yield strength YS or the tensile strength TS of the steel material may become excessively low.

[第4冷却工程]
鋼板の温度T3から室温までの間、放冷により鋼板を冷却する。つまり、温度T3で上記冷却を停止する。これにより、SR処理後であっても降伏強度YSが過剰に増加せず、許容強度範囲内とすることができる。
[Fourth cooling step]
The steel sheet is cooled by cooling from the temperature T3 of the steel sheet to room temperature. That is, the cooling is stopped at the temperature T3. Thereby, even after SR treatment, the yield strength YS does not increase excessively and can be within the allowable strength range.

温度T3が350℃未満の場合、つまり、350℃未満で冷却を停止した場合、上述のとおり、硬質組織内に過剰にマルテンサイトが生成される。   When the temperature T3 is less than 350 ° C., that is, when the cooling is stopped at less than 350 ° C., excessive martensite is generated in the hard structure as described above.

表1に示す化学組成を有するスラブを、転炉で溶製した溶鋼を用いて製造した。具体的には、RH処理前の溶鋼中の酸素ポテンシャルを表2の量に調整した後、Ti等を添加し成分調整した。その後、連続鋳造法により、250mmの厚さを有するスラブを製造した。   A slab having the chemical composition shown in Table 1 was manufactured using molten steel melted in a converter. Specifically, the oxygen potential in the molten steel before RH treatment was adjusted to the amount shown in Table 2, and then Ti and the like were added to adjust the components. Thereafter, a slab having a thickness of 250 mm was manufactured by a continuous casting method.

Figure 2018127677
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Figure 2018127677
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表1中の「Ar3」欄には、各鋼材番号のAr3点が記載されている。 In the “A r3 ” column in Table 1, the A r3 point of each steel material number is described.

スラブを用いて、表2に示す条件で熱間圧延及び冷却を実施して、15〜36mmの板厚を有する鋼板を製造した。   Using a slab, hot rolling and cooling were performed under the conditions shown in Table 2 to produce a steel plate having a plate thickness of 15 to 36 mm.

具体的には、各試験番号のスラブを、表2に示す加熱温度(℃)で加熱した。加熱されたスラブに対して、連続圧延機を用いて熱間圧延を実施した。このとき、圧延中のスラブ温度が900℃以下の範囲における累積圧下率RR900は、表2に示すとおりであった。さらに連続圧延機で仕上げ圧延を実施して、鋼板を製造した。 Specifically, the slab of each test number was heated at the heating temperature (° C.) shown in Table 2. Hot rolling was performed on the heated slab using a continuous rolling mill. At this time, the cumulative reduction ratio RR 900 in the range where the slab temperature during rolling is 900 ° C. or less was as shown in Table 2. Furthermore, finish rolling was performed with a continuous rolling mill to produce a steel plate.

仕上げ圧延後の鋼板に対して、第1冷却〜第4冷却を実施した。具体的には、仕上げ圧延完了時の鋼板温度から鋼板温度T1までの間、表2に示す冷却速度CR1(℃/秒)で鋼板を冷却した(第1冷却工程)。次に、鋼板温度T1から鋼板温度T2までの間、表2に示す冷却速度CR2(℃/秒)で鋼板を冷却した(第2冷却工程)。次に、鋼板温度T2から鋼板温度T3までの間、表2に示す冷却速度CR3(℃/秒)で鋼板を冷却した(第3冷却工程)。最後、鋼板温度T3で冷却を停止し、その後、放冷した(第4冷却工程)。以上の工程により、試験番号1〜31で複数の鋼板を製造した。   1st cooling-4th cooling was implemented with respect to the steel plate after finish rolling. Specifically, the steel plate was cooled at the cooling rate CR1 (° C./second) shown in Table 2 from the steel plate temperature at the completion of finish rolling to the steel plate temperature T1 (first cooling step). Next, between the steel plate temperature T1 and the steel plate temperature T2, the steel plate was cooled at a cooling rate CR2 (° C./second) shown in Table 2 (second cooling step). Next, between the steel plate temperature T2 and the steel plate temperature T3, the steel plate was cooled at a cooling rate CR3 (° C./second) shown in Table 2 (third cooling step). Finally, cooling was stopped at the steel plate temperature T3, and then allowed to cool (fourth cooling step). Through the above steps, a plurality of steel plates were manufactured using test numbers 1 to 31.

[SR処理]
試験番号ごとに、SR処理(応力除去焼鈍処理)を実施しない鋼板と、SR処理を実施した鋼板とを準備した。SR処理は、次の条件で実施した。各試験番号の鋼板を加熱して550℃で1時間保持した。1時間保持した後、徐冷した。以下、SR処理を実施しなかった鋼板を「圧延まま材」という。SR処理を実施した鋼板を「SR処理材」という。
[SR processing]
For each test number, a steel plate not subjected to SR treatment (stress removal annealing treatment) and a steel plate subjected to SR treatment were prepared. The SR process was performed under the following conditions. Each test number steel plate was heated and held at 550 ° C. for 1 hour. After holding for 1 hour, it was gradually cooled. Hereinafter, the steel sheet that has not been subjected to the SR treatment is referred to as “rolled material”. A steel plate subjected to SR treatment is referred to as “SR treated material”.

[溶接処理]
試験番号ごとに、溶接処理を実施した。溶接処理は、次の条件で実施した。各試験番号の圧延まま材に対し、20mm以上の鋼材は機械加工によって板厚20mmに調整し、20mm未満の鋼材はその板厚で溶接を実施した。開先条件はI開先とした。バックサイド側は入熱35kJ/cm、フロントサイド側は入熱50kJ/cmの条件で2電極SAW(サブマージアーク溶接)を実施した。溶接材料は日鐵住金溶接工業株式会社製の商品名NF310とY−DMとを使用した。以下、溶接処理を実施した圧延まま材を、「溶接処理材」という。
[Welding process]
A welding process was performed for each test number. The welding process was performed under the following conditions. The steel material of 20 mm or more was adjusted to a plate thickness of 20 mm by machining for the rolled material of each test number, and the steel material of less than 20 mm was welded at the plate thickness. The groove condition was I groove. Two-electrode SAW (submerged arc welding) was performed under the conditions of a heat input of 35 kJ / cm on the back side and a heat input of 50 kJ / cm on the front side. As the welding material, trade names NF310 and Y-DM manufactured by Nippon Steel & Sumikin Welding Co., Ltd. were used. Hereinafter, the rolled material that has been subjected to the welding process is referred to as a “welded material”.

[ミクロ組織観察試験]
各試験番号の圧延まま材に対して、上述の方法によりミクロ組織観察試験を実施して、フェライト面積率AR(%)、フェライト粒の平均円相当径D(μm)、及びバンド組織の面積率AR(%)を求めた。さらに硬質組織について、上述の方法により、ベイナイト、マルテンサイト及びパーライトを特定した。さらに、特定されたマルテンサイト及びパーライトの合計面積率(%)を求めた。
[Microstructure observation test]
The rolling observation material of each test number was subjected to the microstructure observation test by the above-described method, and the ferrite area ratio AR F (%), the average equivalent circle diameter D F (μm) of the ferrite grains, and the band structure The area ratio AR B (%) was determined. Furthermore, bainite, martensite, and pearlite were specified for the hard structure by the above-described method. Furthermore, the total area ratio (%) of the specified martensite and pearlite was determined.

後述の表3中の硬質組織欄において、「ベイナイト主体」は、硬質組織がベイナイトを含有し、残部が面積率で10%以下のマルテンサイト及び/又はパーライトからなることを意味する。ベイナイト、マルテンサイト、パーライトに数値(%)が付されている場合、その数値は、各相の面積率を意味する。   In the hard structure column of Table 3 to be described later, “mainly bainite” means that the hard structure contains bainite and the balance is composed of martensite and / or pearlite having an area ratio of 10% or less. When numerical values (%) are given to bainite, martensite, and pearlite, the numerical values mean the area ratio of each phase.

[複合介在物観察試験]
各試験番号の圧延まま材に対して、上述の方法により複合介在物観察試験を実施して、MnS面積率(%)、MnS周占有率(%)、及び粒径が0.5〜5.0μmの複合介在物の個数密度(個/mm)を求めた。
[Composite inclusion observation test]
A composite inclusion observation test is performed on the as-rolled material of each test number by the above-described method, and the MnS area ratio (%), the MnS circumferential occupancy (%), and the particle size are 0.5 to 5. The number density (pieces / mm 2 ) of 0 μm composite inclusions was determined.

[引張試験]
各試験番号の圧延まま材及びSR処理材のそれぞれから、平行部の長さが8.5mm、標点距離が42.5mmの丸棒引張試験片を作製した。丸棒引張試験片の長さ方向は、圧延方向と垂直な方向(板幅方向)であった。丸棒引張試験片を用いて、常温、大気圧で引張試験を実施して、降伏強度YS(MPa)、引張強度TS(MPa)、及び、降伏比YR(=YS/TS×100、単位は%)を求めた。圧延まま材及びSR処理材のいずれについても、各強度特性(降伏強度YS、引張強度TS及び降伏比YR)が許容強度範囲内(降伏強度YSが355〜440MPa、引張強度TSが490〜620MPa、降伏比が85%以下)である場合、耐応力腐食割れ性に優れる、と評価した。
[Tensile test]
A round bar tensile test piece having a parallel part length of 8.5 mm and a gauge distance of 42.5 mm was produced from each of the as-rolled material and SR-treated material of each test number. The length direction of the round bar tensile test piece was a direction (sheet width direction) perpendicular to the rolling direction. Using a round bar tensile test piece, a tensile test was performed at normal temperature and atmospheric pressure, yield strength YS (MPa), tensile strength TS (MPa), and yield ratio YR (= YS / TS × 100, unit is %). For both the as-rolled material and the SR-treated material, each strength characteristic (yield strength YS, tensile strength TS, and yield ratio YR) is within an allowable strength range (yield strength YS is 355-440 MPa, tensile strength TS is 490-620 MPa, When the yield ratio was 85% or less), it was evaluated that the stress corrosion cracking resistance was excellent.

[鋼材シャルピー衝撃試験]
各試験番号の圧延まま材及びSR処理材のそれぞれにおいて、表面下1mmの位置からJIS Z 2242(2005)に規定されるVノッチ試験片を3個ずつ作製した。Vノッチ試験片を用いて、シャルピー衝撃試験を実施して、−60℃での吸収エネルギー(vE−60)を求めた。圧延まま材及びSR処理材のいずれについても、鋼材の吸収エネルギーvE−60が3個共に100J以上である場合、鋼材の低温靭性が優れる、と評価した。
[Steel Charpy Impact Test]
In each of the as-rolled material and SR-treated material of each test number, three V-notch test pieces defined in JIS Z 2242 (2005) were produced from a position 1 mm below the surface. Using a V-notch test piece, a Charpy impact test was performed to determine the absorbed energy (vE-60) at -60 ° C. For both the as-rolled material and the SR-treated material, it was evaluated that the low-temperature toughness of the steel material was excellent when the absorbed energy vE-60 of the steel material was 100 J or more.

[HAZシャルピー衝撃試験]
各試験番号の溶接処理材において、表面下1mmの位置からHAZと溶金が50:50となるようにJIS Z 2242(2005)に規定されるVノッチ試験片を3個ずつ作製した。Vノッチ試験片を用いて、シャルピー衝撃試験を実施して、−60℃での吸収エネルギー(vE−60)を求めた。HAZの吸収エネルギーvE−60が3個共に27J以上である場合、HAZの低温靭性が優れる、と評価した。
[HAZ Charpy impact test]
Three V-notch test pieces defined in JIS Z 2242 (2005) were prepared for each welded material of each test number so that HAZ and molten metal were 50:50 from a position 1 mm below the surface. Using a V-notch test piece, a Charpy impact test was performed to determine the absorbed energy (vE-60) at -60 ° C. It was evaluated that the low temperature toughness of HAZ was excellent when the three absorbed energy vE-60 of HAZ was 27 J or more.

[試験結果]
試験結果を表3に示す。
[Test results]
The test results are shown in Table 3.

Figure 2018127677
Figure 2018127677

表3を参照して、試験番号1〜9の化学組成は適切であった。さらに、製造条件(Ti添加前のOxp、加熱温度、累積圧下率RR900、鋼板温度T1〜T3、及び平均冷却速度CR1〜CR3)が適切であった。そのため、試験番号1〜9の圧延まま材及びSR処理材では、いずれも、降伏強度YSが355〜440MPa、引張強度TSが490〜620MPa、降伏比YRが85%以下であり、優れた耐応力腐食割れ性を示した。さらに、鋼材の吸収エネルギーvE−60はいずれも100J以上であり、鋼材は優れた低温靭性を示した。また、試験番号1〜9の溶接処理材では、HAZの吸収エネルギーvE−60はいずれも27J以上であり、HAZは優れた低温靭性を示した。 With reference to Table 3, the chemical compositions of test numbers 1-9 were appropriate. Further, the manufacturing conditions (Oxp before Ti addition, heating temperature, cumulative rolling reduction rate RR 900 , steel plate temperatures T1 to T3, and average cooling rates CR1 to CR3) were appropriate. Therefore, in the as-rolled materials and SR-treated materials of test numbers 1 to 9, the yield strength YS is 355 to 440 MPa, the tensile strength TS is 490 to 620 MPa, the yield ratio YR is 85% or less, and excellent stress resistance. It showed corrosion cracking property. Further, the absorbed energy vE-60 of the steel material was 100 J or more, and the steel material showed excellent low temperature toughness. Moreover, in the welding processing materials of the test numbers 1-9, all absorbed energy vE-60 of HAZ is 27J or more, and HAZ showed the outstanding low temperature toughness.

一方、試験番号10では、C含有量が高すぎた。そのため、降伏強度YS及び引張強度TSが高すぎ、耐応力腐食割れ性が低かった。さらに、HAZの吸収エネルギーvE−60が27J未満となり、HAZの低温靭性が低かった。   On the other hand, in test number 10, the C content was too high. Therefore, the yield strength YS and the tensile strength TS were too high, and the stress corrosion cracking resistance was low. Furthermore, the absorbed energy vE-60 of HAZ was less than 27 J, and the low temperature toughness of HAZ was low.

試験番号11では、S含有量が低すぎた。そのため、複合介在物中のMnS面積率及びMnS周占有率が低すぎた。その結果、HAZの吸収エネルギーvE−60が27J未満となり、HAZの低温靭性が低かった。   In test number 11, the S content was too low. Therefore, the MnS area ratio and the MnS peripheral occupation ratio in the composite inclusions were too low. As a result, the absorbed energy vE-60 of HAZ was less than 27 J, and the low temperature toughness of HAZ was low.

試験番号12では、S含有量が高すぎた。そのため、複合介在物中のMnS面積率が高すぎた。その結果、HAZの吸収エネルギーvE−60が27J未満となり、HAZの低温靭性が低かった。   In test number 12, the S content was too high. Therefore, the MnS area ratio in the composite inclusion was too high. As a result, the absorbed energy vE-60 of HAZ was less than 27 J, and the low temperature toughness of HAZ was low.

試験番号13では、Nb含有量が高すぎた。そのため、フェライトの平均円相当径Dが小さすぎ、降伏強度YS及び降伏比YRが高すぎた。その結果、耐応力腐食割れ性が低かった。さらに、HAZの吸収エネルギーvE−60が27J未満となり、HAZの低温靭性が低かった。 In test number 13, the Nb content was too high. Therefore, the average equivalent circle diameter DF of ferrite was too small, and the yield strength YS and the yield ratio YR were too high. As a result, the stress corrosion cracking resistance was low. Furthermore, the absorbed energy vE-60 of HAZ was less than 27 J, and the low temperature toughness of HAZ was low.

試験番号14では、Ti含有量が低すぎた。そのため、複合介在物の個数密度が低すぎた。その結果、HAZの吸収エネルギーvE−60が27J未満となり、HAZの低温靭性が低かった。   In test number 14, the Ti content was too low. Therefore, the number density of composite inclusions was too low. As a result, the absorbed energy vE-60 of HAZ was less than 27 J, and the low temperature toughness of HAZ was low.

試験番号15では、Ti含有量が高すぎた。そのため、降伏強度が高すぎ、耐応力腐食割れ性が低かった。さらに、複合介在物の個数密度が高すぎた。その結果、HAZの吸収エネルギーvE−60が27J未満となり、HAZの低温靭性が低かった。   In test number 15, the Ti content was too high. Therefore, the yield strength was too high and the stress corrosion cracking resistance was low. Furthermore, the number density of composite inclusions was too high. As a result, the absorbed energy vE-60 of HAZ was less than 27 J, and the low temperature toughness of HAZ was low.

試験番号16では、sol.Al含有量が高すぎた。そのため、複合介在物の個数密度が低すぎた。その結果、HAZの吸収エネルギーvE−60が27J未満となり、HAZの低温靭性が低かった。   In test number 16, sol. Al content was too high. Therefore, the number density of composite inclusions was too low. As a result, the absorbed energy vE-60 of HAZ was less than 27 J, and the low temperature toughness of HAZ was low.

試験番号17では、O含有量が低すぎた。そのため、複合介在物の個数密度が低すぎた。その結果、HAZの吸収エネルギーvE−60が27J未満となり、HAZの低温靭性が低かった。   In test number 17, the O content was too low. Therefore, the number density of composite inclusions was too low. As a result, the absorbed energy vE-60 of HAZ was less than 27 J, and the low temperature toughness of HAZ was low.

試験番号18では、O含有量が高すぎた。そのため、複合介在物の個数密度が高すぎた。その結果、HAZの吸収エネルギーvE−60が27J未満となり、HAZの低温靭性が低かった。   In test number 18, the O content was too high. Therefore, the number density of composite inclusions was too high. As a result, the absorbed energy vE-60 of HAZ was less than 27 J, and the low temperature toughness of HAZ was low.

試験番号19では、Mo含有量が高すぎた。そのため、フェライトの平均円相当径Dが小さすぎ、降伏強度YSが高すぎた。その結果、耐応力腐食割れ性が低かった。さらに、HAZの吸収エネルギーvE−60が27J未満となり、HAZの低温靭性が低かった。 In test number 19, the Mo content was too high. Therefore, the average equivalent circle diameter DF of ferrite was too small and the yield strength YS was too high. As a result, the stress corrosion cracking resistance was low. Furthermore, the absorbed energy vE-60 of HAZ was less than 27 J, and the low temperature toughness of HAZ was low.

試験番号20では、加熱温度が低すぎた。そのため、フェライトの平均円相当径Dが小さすぎ、降伏強度YSが高すぎた。その結果、耐応力腐食割れ性が低かった。 In test number 20, the heating temperature was too low. Therefore, the average equivalent circle diameter DF of ferrite was too small and the yield strength YS was too high. As a result, the stress corrosion cracking resistance was low.

試験番号21では、累積圧下率RR900が低すぎた。そのため、フェライトの平均円相当径Dが大きすぎた。その結果、鋼材の吸収エネルギーvE−60が100J未満となり、鋼材の低温靭性が低かった。 In test number 21, the cumulative rolling reduction ratio RR 900 was too low. Therefore, the average equivalent circle diameter DF of ferrite was too large. As a result, the absorbed energy vE-60 of the steel material was less than 100 J, and the low temperature toughness of the steel material was low.

試験番号22では、鋼板温度T1が低すぎた。そのため、フェライト面積率ARが高すぎ、降伏強度YS及び引張強度TSが低すぎた。 In test number 22, the steel plate temperature T1 was too low. Therefore, the ferrite area ratio AR F is too high, the yield strength YS and tensile strength TS was too low.

試験番号23では、鋼板温度T1が高すぎた。そのため、フェライト変態が十分に生じず、フェライト面積率ARが低すぎた。さらに、フェライトの平均円相当径Dが小さすぎた。その結果、降伏強度YS及び引張強度TSが高すぎ、耐応力腐食割れ性が低かった。 In test number 23, the steel plate temperature T1 was too high. For this reason, ferrite transformation does not occur sufficiently, the ferrite area ratio AR F was too low. Further, the average equivalent circle diameter DF of the ferrite was too small. As a result, the yield strength YS and the tensile strength TS were too high, and the stress corrosion cracking resistance was low.

試験番号24では、鋼板温度T2が低すぎた。そのため、フェライト面積率ARが高すぎ、引張強度YS及び降伏強度TSが低すぎた。 In test number 24, the steel plate temperature T2 was too low. Therefore, the ferrite area ratio AR F is too high, the tensile strength YS and yield strength TS was too low.

試験番号25では、鋼板温度T2が高すぎた。そのため、フェライト面積率ARが小さすぎた。さらに、フェライトの平均円相当径Dが小さすぎた。その結果、降伏強度YSが高すぎ、耐応力腐食割れ性が低かった。 In test number 25, the steel plate temperature T2 was too high. Therefore, the ferrite area ratio AR F was too small. Further, the average equivalent circle diameter DF of the ferrite was too small. As a result, the yield strength YS was too high and the stress corrosion cracking resistance was low.

試験番号26では、鋼板温度T3が低すぎた。そのため、マルテンサイトが過剰に形成され、圧延まま材の降伏強度YSが低すぎた。さらに、圧延まま材の鋼材の吸収エネルギーvE−60が100J未満となり、鋼材の低温靭性が低かった。   In test number 26, the steel plate temperature T3 was too low. Therefore, martensite was excessively formed, and the yield strength YS of the rolled material was too low. Furthermore, the absorbed energy vE-60 of the steel material as rolled was less than 100 J, and the low temperature toughness of the steel material was low.

試験番号27では、鋼板温度T3が高すぎた。そのため、パーライトが過剰に形成され、引張強度TSが低く、降伏比YRが高すぎた。   In test number 27, the steel plate temperature T3 was too high. Therefore, pearlite was excessively formed, the tensile strength TS was low, and the yield ratio YR was too high.

試験番号28では、冷却速度CR1が低すぎた。そのため、バンド組織面積率ARが高すぎた。その結果、鋼材の吸収エネルギーvE−60が100J未満となり、鋼材の低温靭性が低かった。 In test number 28, the cooling rate CR1 was too low. For this reason, the band organization area ratio AR B was too high. As a result, the absorbed energy vE-60 of the steel material was less than 100 J, and the low temperature toughness of the steel material was low.

試験番号29では、冷却速度CR1が高すぎた。そのため、フェライトの平均円相当径Dが小さすぎた。その結果、降伏強度YS及び降伏比YRが高すぎ、耐応力腐食割れ性が低かった。 In test number 29, the cooling rate CR1 was too high. Therefore, the average equivalent circle diameter DF of the ferrite was too small. As a result, the yield strength YS and the yield ratio YR were too high, and the stress corrosion cracking resistance was low.

試験番号30では、冷却速度CR2が高すぎた。そのため、フェライトが十分生成できず、フェライト面積率ARが低すぎ、フェライトの平均円相当径Dも小さすぎた。その結果、降伏強度YSが高すぎ、耐応力腐食割れ性が低かった。 In test number 30, the cooling rate CR2 was too high. Therefore, the ferrite can not be generated sufficiently, the ferrite area ratio AR F is too low, the average circle equivalent diameter D F of the ferrite was also too small. As a result, the yield strength YS was too high and the stress corrosion cracking resistance was low.

試験番号31では、冷却速度CR2が低すぎた。そのため、フェライト面積率ARが高すぎ、フェライトの平均円相当径Dも大きすぎた。その結果、引張強度TSが低すぎた。さらに、鋼材の吸収エネルギーvE−60が100J未満となり、鋼材の低温靭性が低かった。 In test number 31, the cooling rate CR2 was too low. Therefore, the ferrite area ratio AR F is too high, an average equivalent circle diameter D F of the ferrite be too large. As a result, the tensile strength TS was too low. Furthermore, the absorbed energy vE-60 of the steel material was less than 100 J, and the low temperature toughness of the steel material was low.

以上、本発明の実施の形態を説明した。しかしながら、上述した実施の形態は本発明を実施するための例示に過ぎない。したがって、本発明は上述した実施の形態に限定されることなく、その趣旨を逸脱しない範囲内で上述した実施の形態を適宜変更して実施することができる。
The embodiment of the present invention has been described above. However, the above-described embodiment is merely an example for carrying out the present invention. Therefore, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be implemented by appropriately changing the above-described embodiment without departing from the spirit thereof.

Claims (4)

タンク用鋼材であって、
化学組成は、質量%で、
C:0.03〜0.10%、
Si:0.05〜0.5%、
Mn:0.9〜2.0%、
P:0.02%以下、
S:0.0010〜0.0100%、
Nb:0.005〜0.05%、
Ti:0.005〜0.025%、
sol.Al:0.005%以下、
N:0.0010〜0.0100%、
O:0.0010〜0.0050%、
Cu:0〜0.50%、
Ni:0〜0.50%、
Cr:0〜0.50%、
Mo:0〜0.20%、
V:0〜0.06%、
B:0〜0.002%、
Ca:0〜0.005%、及び、
Mg:0〜0.005%を含有し、残部はFe及び不純物からなり、
表面から厚さt/4の深さ位置において、
組織は、面積率で50〜80%のフェライトと、硬質組織とからなり、
前記フェライトの結晶粒の平均円相当径は5.5〜15.0μmであり、
前記硬質組織は、合計面積率で10%以下のマルテンサイト及びパーライトを含有し、残部はベイナイトからなり、
前記硬質組織のうち、前記タンク用鋼材の圧延方向に伸びた前記硬質組織の長軸長さ/圧延方向に伸びた前記硬質組織の短軸長さで定義されるアスペクト比が5以上のバンド組織の、前記硬質組織全体に占める面積率は50%以下であり、
鋼中に、Ti系酸化物と前記Ti系酸化物の周囲に配置されるMnSとを含有する複合介在物を含み、
前記複合介在物の断面積に占める前記MnSの割合は10%以上90%未満であり、
前記複合介在物のマトリクスとの界面に占める前記MnSの割合は10%以上であり、
粒径が0.5〜5.0μmの前記複合介在物の個数密度は10〜100個/mmである、タンク用鋼材。
Tank steel,
The chemical composition is mass%,
C: 0.03-0.10%,
Si: 0.05 to 0.5%,
Mn: 0.9 to 2.0%,
P: 0.02% or less,
S: 0.0010 to 0.0100%,
Nb: 0.005 to 0.05%,
Ti: 0.005 to 0.025%,
sol. Al: 0.005% or less,
N: 0.0010 to 0.0100%,
O: 0.0010 to 0.0050%,
Cu: 0 to 0.50%,
Ni: 0 to 0.50%,
Cr: 0 to 0.50%,
Mo: 0 to 0.20%,
V: 0 to 0.06%,
B: 0 to 0.002%,
Ca: 0 to 0.005%, and
Mg: 0 to 0.005% is contained, the balance consists of Fe and impurities,
At a depth position of thickness t / 4 from the surface,
The structure consists of 50-80% ferrite in area ratio and hard structure,
The average equivalent circle diameter of the ferrite crystal grains is 5.5 to 15.0 μm,
The hard structure contains 10% or less martensite and pearlite in a total area ratio, and the balance is bainite.
Among the hard structures, a band structure having an aspect ratio of 5 or more defined by a long axis length of the hard structure extending in the rolling direction of the steel material for tanks / a short axis length of the hard structure extending in the rolling direction. The area ratio of the entire hard tissue is 50% or less,
In steel, including a composite inclusion containing Ti-based oxide and MnS disposed around the Ti-based oxide,
The ratio of the MnS to the cross-sectional area of the composite inclusion is 10% or more and less than 90%,
The ratio of the MnS in the interface with the matrix of the composite inclusion is 10% or more,
The steel material for tanks, wherein the number density of the composite inclusions having a particle size of 0.5 to 5.0 μm is 10 to 100 pieces / mm 2 .
請求項1に記載のタンク用鋼材であって、
前記化学組成は、
Cu:0.05〜0.50%、
Ni:0.05〜0.50%、
Cr:0.04〜0.50%、
Mo:0.03〜0.20%、及び
V:0.005〜0.06%からなる群から選択される1種以上を含有する、タンク用鋼材。
The steel for tank according to claim 1,
The chemical composition is
Cu: 0.05 to 0.50%,
Ni: 0.05 to 0.50%,
Cr: 0.04 to 0.50%,
Steel for tanks containing at least one selected from the group consisting of Mo: 0.03-0.20% and V: 0.005-0.06%.
請求項1又は請求項2に記載のタンク用鋼材であって、
前記化学組成は、
B:0.0002〜0.002%、
Ca:0.001〜0.005%、及び
Mg:0.001〜0.005%からなる群から選択される1種以上を含有する、タンク用鋼材。
The steel for tank according to claim 1 or 2,
The chemical composition is
B: 0.0002 to 0.002%,
Steel for tanks containing at least one selected from the group consisting of Ca: 0.001 to 0.005% and Mg: 0.001 to 0.005%.
RH真空脱ガス処理前において、溶鋼中の酸素ポテンシャルを10〜60ppmとし、前記RH真空脱ガス処理において化学組成を調整して請求項1〜請求項3のいずれか1項に記載の化学組成を有する溶鋼を製造する工程と、
前記溶鋼を用いて連続鋳造法によりスラブを製造する工程と、
前記スラブを1000〜1250℃に加熱する工程と、
加熱された前記スラブに対して熱間圧延を実施して鋼材を製造し、前記熱間圧延中において、900℃以下の温度での累積圧下率を30%以上にする工程と、
前記熱間圧延終了後から前記鋼材温度がT1℃となるまでの間、1.1〜5℃/秒の第1冷却速度で前記鋼材を冷却する工程と、
前記鋼材温度がT1℃からT2℃となるまでの間、5〜15℃/秒の第2冷却速度で前記鋼材を冷却する工程と、
前記鋼材温度がT2℃からT3℃となるまでの間、15℃/秒以上の第3冷却速度で前記鋼材を冷却する工程と、
前記鋼材温度がT3℃となったとき、前記第3冷却速度での冷却を停止し、前記鋼材を放冷する工程とを備える、タンク用鋼材の製造方法。
ここで、Ar3≧T1≧Ar3−100、Ar3−50≧T2≧Ar3−200、Ar3−200≧T3≧350、T1−T2≧40、T2−T3≧100である。
Before the RH vacuum degassing treatment, the oxygen potential in the molten steel is set to 10 to 60 ppm, and the chemical composition is adjusted in the RH vacuum degassing treatment to change the chemical composition according to any one of claims 1 to 3. Producing a molten steel having,
Producing a slab by continuous casting using the molten steel;
Heating the slab to 1000 to 1250 ° C .;
Hot rolling is performed on the heated slab to produce a steel material, and during the hot rolling, a step of setting a cumulative reduction rate at a temperature of 900 ° C. or lower to 30% or more,
From the end of the hot rolling until the steel material temperature reaches T1 ° C., the step of cooling the steel material at a first cooling rate of 1.1 to 5 ° C./second;
A step of cooling the steel material at a second cooling rate of 5 to 15 ° C./second until the steel material temperature is changed from T1 ° C. to T2 ° C .;
A step of cooling the steel material at a third cooling rate of 15 ° C./second or more until the steel material temperature is changed from T2 ° C. to T3 ° C .;
And a step of stopping cooling at the third cooling rate and allowing the steel material to cool when the steel material temperature reaches T3 ° C.
Here, A r3 ≧ T1 ≧ A r3 -100, A r3 -50 ≧ T2 ≧ A r3 -200, is A r3 -200 ≧ T3 ≧ 350, T1-T2 ≧ 40, T2-T3 ≧ 100.
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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109881116A (en) * 2019-03-20 2019-06-14 首钢集团有限公司 A kind of wheel strip of high fatigue property and preparation method thereof
CN112226677A (en) * 2020-09-11 2021-01-15 南京钢铁股份有限公司 Steel for 540 MPa-grade LPG fuel tank and manufacturing method thereof
CN112226678A (en) * 2020-09-11 2021-01-15 南京钢铁股份有限公司 500MPa grade LPG fuel tank steel and manufacturing method thereof
WO2021106368A1 (en) * 2019-11-27 2021-06-03 Jfeスチール株式会社 Steel sheet and method for producing same
CN115029645A (en) * 2022-06-15 2022-09-09 上海五牛金属材料有限公司 Wire rod for pressure container and preparation method
JP7473770B2 (en) 2019-03-26 2024-04-24 日本製鉄株式会社 High ductility steel plate for steel pipes having excellent toughness in welded heat affected zone and manufacturing method thereof, and structural steel pipes having excellent toughness in welded heat affected zone and manufacturing method thereof

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02194115A (en) * 1989-01-23 1990-07-31 Nippon Steel Corp Production of high-strength steel for low temperature service containing titanium oxide and excellent in toughness at weld zone
WO2009072559A1 (en) * 2007-12-06 2009-06-11 Nippon Steel Corporation Process for producing thick high-strength steel plate excellent in brittle fracture arrestability and toughness of zone affected by heat in large-heat-input welding and thick high-strength steel plate excellent in brittle fracture arrestability and toughness of zone affected by heat in large-heat-input welding
JP2009127065A (en) * 2007-11-20 2009-06-11 Nippon Steel Corp Low yield ratio high-tensile steel plate excellent in low-temperature toughness of base metal and low-temperature toughness of haz, and method for manufacturing the same
WO2012036148A1 (en) * 2010-09-14 2012-03-22 新日本製鐵株式会社 Thick welded steel pipe having excellent low-temperature toughness, method for producing thick welded steel pipe having excellent low-temperature toughness, and steel sheet for producing thick welded steel pipe
WO2015012317A1 (en) * 2013-07-25 2015-01-29 新日鐵住金株式会社 Steel plate for line pipe, and line pipe

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02194115A (en) * 1989-01-23 1990-07-31 Nippon Steel Corp Production of high-strength steel for low temperature service containing titanium oxide and excellent in toughness at weld zone
JP2009127065A (en) * 2007-11-20 2009-06-11 Nippon Steel Corp Low yield ratio high-tensile steel plate excellent in low-temperature toughness of base metal and low-temperature toughness of haz, and method for manufacturing the same
WO2009072559A1 (en) * 2007-12-06 2009-06-11 Nippon Steel Corporation Process for producing thick high-strength steel plate excellent in brittle fracture arrestability and toughness of zone affected by heat in large-heat-input welding and thick high-strength steel plate excellent in brittle fracture arrestability and toughness of zone affected by heat in large-heat-input welding
WO2012036148A1 (en) * 2010-09-14 2012-03-22 新日本製鐵株式会社 Thick welded steel pipe having excellent low-temperature toughness, method for producing thick welded steel pipe having excellent low-temperature toughness, and steel sheet for producing thick welded steel pipe
WO2015012317A1 (en) * 2013-07-25 2015-01-29 新日鐵住金株式会社 Steel plate for line pipe, and line pipe

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109881116A (en) * 2019-03-20 2019-06-14 首钢集团有限公司 A kind of wheel strip of high fatigue property and preparation method thereof
JP7473770B2 (en) 2019-03-26 2024-04-24 日本製鉄株式会社 High ductility steel plate for steel pipes having excellent toughness in welded heat affected zone and manufacturing method thereof, and structural steel pipes having excellent toughness in welded heat affected zone and manufacturing method thereof
WO2021106368A1 (en) * 2019-11-27 2021-06-03 Jfeスチール株式会社 Steel sheet and method for producing same
JPWO2021106368A1 (en) * 2019-11-27 2021-12-02 Jfeスチール株式会社 Steel plate and its manufacturing method
JP7147960B2 (en) 2019-11-27 2022-10-05 Jfeスチール株式会社 Steel plate and its manufacturing method
CN112226677A (en) * 2020-09-11 2021-01-15 南京钢铁股份有限公司 Steel for 540 MPa-grade LPG fuel tank and manufacturing method thereof
CN112226678A (en) * 2020-09-11 2021-01-15 南京钢铁股份有限公司 500MPa grade LPG fuel tank steel and manufacturing method thereof
CN115029645A (en) * 2022-06-15 2022-09-09 上海五牛金属材料有限公司 Wire rod for pressure container and preparation method
CN115029645B (en) * 2022-06-15 2023-09-12 上海五牛金属材料有限公司 Wire rod for pressure container and preparation method

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