JP2019056145A - High tensile strength thick steel plate and method of producing the same - Google Patents

High tensile strength thick steel plate and method of producing the same Download PDF

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Abstract

To provide a high tensile strength thick steel plate which has high strength with a tensile strength at a plate thickness central part of 570 MPa or more and is excellent in low temperature toughness, is prevented from occurring low temperature cracking even when the steel plate is welded at a steel plate temperature of 0°C, is excellent in HAZ toughness even when large heat input welding is applied to the steel plate and has plate thickness of 60 mm or more.SOLUTION: The high tensile strength thick steel plate is provided which contains C:0.05-0.14%, Mn:0.8-1.8%, Cu:0.30-0.50%, Cr:0.30-0.60%, Nb:0.015-0.045%, Ti:0.005-0.030%, 0.0003≤B%≤0.0005+[Cu%]/1000+[Ni%]/500+[Mo%]/500, O:0.0005-0.0050%, and Mo:0-0.40%, which has a value of weld cracking parameter Pcm of 0.17-0.24, includes a composite inclusion where Mns is present in the periphery of a Ti oxide in the steel, can be welded without being preheated, has a plate thickness of 60 mm or more and has a tensile strength of 570 MPa or more. An area ratio of Mns in a cross section of the composite inclusion is 10-50%, a ratio of Mns in a peripheral length of a Ti-based composite inclusion is 10% or more, and a number density of the composite inclusion having a particle diameter of 0.5-5.0 μm is 10-40 pieces/mm.SELECTED DRAWING: None

Description

本発明は、高張力厚鋼板およびその製造方法に関し、具体的には、橋梁や高層ビルなどの大型構造物に使用され、大入熱溶接が適用でき、さらに溶接前の予熱が不要な溶接施工性に優れる高張力厚鋼板およびその製造方法に関する。   The present invention relates to a high-strength thick steel plate and a method for manufacturing the same, and more specifically, is used for large structures such as bridges and high-rise buildings, can be applied with high heat input welding, and does not require preheating before welding. The present invention relates to a high-tensile thick steel plate having excellent properties and a method for producing the same.

引張強さが570MPa以上の高張力厚鋼板は、橋梁や高層ビルなどの構造物に使用されている。また、橋梁の主桁を少なくする設計や広いビル空間の設計が望まれていることから鋼板の厚手化が進んでいる。しかし、鋼板の厚手化は溶接施工コストが増大するため、溶接施工コストを削減する目的で、大入熱溶接を適用する例が増えている。   High-tensile thick steel plates having a tensile strength of 570 MPa or more are used for structures such as bridges and high-rise buildings. In addition, steel sheets are becoming thicker because of the desire to reduce the main girder of bridges and the design of wide building spaces. However, since thickening the steel plate increases the welding construction cost, examples of applying high heat input welding are increasing for the purpose of reducing the welding construction cost.

しかし、鋼板の板厚を厚くすれば、鋼板の靭性の確保および大入熱溶接によるHAZ靭性の確保が困難になってくる。この理由は、鋼板の板厚が厚くなれば、強制冷却時に冷却速度が遅くなるために変態が高温で開始し、それにより、軟質で粗大な組織が形成され、強度と靭性の確保が困難になるためである。   However, if the thickness of the steel sheet is increased, it becomes difficult to ensure the toughness of the steel sheet and the HAZ toughness by high heat input welding. The reason for this is that if the plate thickness of the steel plate is increased, the cooling rate becomes slower during forced cooling, so the transformation starts at a high temperature, thereby forming a soft and coarse structure, making it difficult to ensure strength and toughness. Because it becomes.

冷却速度が遅くても低温で変態させることにより強度と靭性を確保する方法として、焼き入れ性を向上させる合金元素を添加する方法がある。しかし、合金元素の添加は溶接時にHAZを硬化させるため、HAZ靭性が劣化し、加えて低温割れ感受性も高くなる。   As a method of ensuring strength and toughness by transforming at a low temperature even when the cooling rate is slow, there is a method of adding an alloy element that improves hardenability. However, the addition of the alloy element hardens the HAZ at the time of welding, so that the HAZ toughness is deteriorated and the low temperature cracking sensitivity is also increased.

一般的に高強度鋼は低温割れ感受性が高いため、高強度鋼を溶接する際には、低温割れを防止するために鋼板の予熱が行われる。しかし、溶接施工現場において厚鋼板の予熱作業の負荷は大きく、溶接施工コストの増大につながる。このため、予熱が不要な鋼板も求められている。冬季の工事では、気温が0℃の環境で溶接を行う場合があり、0℃の環境においても予熱が不要であるという要望もある。   Generally, high-strength steel has a high sensitivity to cold cracking, so when welding high-strength steel, the steel sheet is preheated to prevent cold cracking. However, the load of preheating work for the thick steel plate at the welding construction site is large, leading to an increase in welding construction cost. For this reason, the steel plate which does not require preheating is also calculated | required. In winter construction, welding may be performed in an environment where the temperature is 0 ° C., and there is also a demand that preheating is unnecessary even in an environment at 0 ° C.

従来から、靭性および溶接性に優れた高強度の厚鋼板や、その製造方法の技術は数多く開示されている。しかし、強度が570MPaを超える厚鋼板は、板厚が50mm程度以下を対象とするものが主であり、板厚が50mm以上で溶接施工効率が高く、かつ割れ防止予熱温度が低い鋼板は殆ど開示されていない。   Conventionally, many high strength steel plates excellent in toughness and weldability and techniques for their production have been disclosed. However, thick steel plates with a strength exceeding 570 MPa are mainly intended for plate thicknesses of about 50 mm or less, and most steel plates with a plate thickness of 50 mm or more with high welding efficiency and low crack prevention preheating temperature are disclosed. It has not been.

例えば、特許文献1には、板厚が100mmで、降伏比が80%以下で、引張強度が590MPa以上の低降伏比型高張力鋼板およびその製造方法の発明が開示されている。
特許文献2には、板厚40〜100mmを対象とした、溶接性に優れた600MPa級の鋼板およびその製造方法の発明が開示されている。
For example, Patent Document 1 discloses a low-yield-ratio high-tensile steel sheet having a plate thickness of 100 mm, a yield ratio of 80% or less, and a tensile strength of 590 MPa or more, and a method for manufacturing the same.
Patent Document 2 discloses an invention of a 600 MPa class steel plate excellent in weldability and a manufacturing method thereof for a plate thickness of 40 to 100 mm.

さらに、特許文献3には、靭性の良好な溶接性および靭性に優れた高張力厚鋼板およびその製造方法の発明が開示されている。特許文献3により開示された発明における溶接割れ防止鋼板温度は0℃であり、優れた低温割れ感受性を示している。   Further, Patent Document 3 discloses an invention of a high-tensile thick steel plate excellent in weldability and toughness with good toughness and a manufacturing method thereof. In the invention disclosed in Patent Document 3, the weld crack-preventing steel plate temperature is 0 ° C., indicating excellent low-temperature crack susceptibility.

特開平9−3596号公報Japanese Patent Laid-Open No. 9-3596 特開平9−13143号公報Japanese Patent Laid-Open No. 9-13143 特開2000−54064号公報JP 2000-54064 A

特許文献1により開示された発明では、溶接の割れ防止予熱温度は50℃以下としている。
特許文献2の実施例から判断される限り、特許文献2により開示された発明の溶接割れ防止予熱温度は25℃である。
In the invention disclosed in Patent Document 1, the preheating temperature for preventing cracking of welding is set to 50 ° C. or less.
As long as judged from the examples of Patent Document 2, the preheating temperature for preventing welding cracks of the invention disclosed by Patent Document 2 is 25 ° C.

さらに、特許文献3により開示された発明における靭性は、鋼板特性についてのみであり、大入熱溶接を適用する際に問題となるHAZ靭性については何ら検討されていない。   Furthermore, the toughness in the invention disclosed by Patent Document 3 is only about the steel plate characteristics, and no study has been made on the HAZ toughness which becomes a problem when applying high heat input welding.

本発明の目的は、引張強さ570MPa以上で靭性に優れ、かつ溶接割れ防止のための鋼板温度を0℃とすることができ、かつ、大入熱溶接においてHAZ靭性に優れる板厚が60mm以上の高張力厚鋼板およびその製造方法を提供することである。   The object of the present invention is to have a tensile strength of 570 MPa or more, excellent toughness, a steel plate temperature for preventing weld cracking to 0 ° C., and a plate thickness of 60 mm or more excellent in HAZ toughness in high heat input welding. It is providing the high-tensile thick steel plate and its manufacturing method.

本発明者らは、上記課題を解決するために、板厚中央部の引張強さが570MPa以上かつ靭性に優れ、溶接時の鋼板温度が0℃でも予熱無しに溶接でき、さらにHAZ靭性にも優れる高張力厚鋼板の化学組成および製造方法を検討した。   In order to solve the above-mentioned problems, the inventors have a tensile strength of 570 MPa or more at the central portion of the plate thickness and excellent toughness, can be welded without preheating even when the steel plate temperature during welding is 0 ° C., and further to HAZ toughness. The chemical composition and production method of excellent high-tensile thick steel plate were studied.

まず、鋳片の製造において鋼中の介在物の制御を行った鋳片を製造し、この鋳片を熱間圧延および熱間圧延終了後にその温度から直接焼入れを行うことにより高張力厚鋼板を製造し、それを調査した。   First, in the production of the slab, a slab with controlled inclusions in the steel is produced, and the slab is subjected to hot rolling and quenching directly from the temperature after completion of the hot rolling to obtain a high-tensile thick steel plate. Manufactured and investigated it.

高張力厚鋼板の低温割れ感受性を低くするには、下記式(2)により定義される溶接割れ感受性指数Pcmの値を低くする必要がある。
Pcm=[C%]+[Si%]/30+[Mn%]/20+[Cu%]/20+[Ni%]/60+[Cr%]/20+[Mo%]/15+[V%]/10+5×[B%]・・・(2)
式(2)において[ ]付元素はそれぞれの元素の含有量(質量%)を表す。
In order to reduce the low-temperature cracking susceptibility of the high-tensile thick steel plate, it is necessary to lower the value of the weld cracking sensitivity index Pcm defined by the following formula (2).
Pcm = [C%] + [Si%] / 30+ [Mn%] / 20+ [Cu%] / 20+ [Ni%] / 60+ [Cr%] / 20+ [Mo%] / 15+ [ V%] / 10 + 5 × [B%] (2)
In formula (2), the elements with [] represent the content (% by mass) of each element.

この鋼板組成による溶接割れ感受性指数Pcmの値と、割れ停止温度との関係を調べた結果、高張力厚鋼板の温度を0℃とするためには、溶接割れ感受性指数Pcmを0.24以下にすればよいことがわかった。そこで、溶接割れ感受性指数Pcmが0.24以下の範囲において、所望の強度および靭性を得るための化学組成を検討した結果、以下に列記の知見を得られた。   As a result of investigating the relationship between the value of the weld crack susceptibility index Pcm according to this steel sheet composition and the crack stop temperature, in order to set the temperature of the high-tensile thick steel sheet to 0 ° C., the weld crack susceptibility index Pcm is set to 0.24 or less. I understood that I should do. Then, as a result of examining the chemical composition for obtaining desired strength and toughness in the range where the weld crack sensitivity index Pcm is 0.24 or less, the knowledge listed below was obtained.

(A)高張力厚鋼板の靭性を損なうことなく焼入れ性を向上させるためには、CrおよびCuが有効である。そこで、CrおよびCuを積極的に用いる。
(B)Moは、含有量が増加すると靭性を劣化させる傾向があるため、多くは含有しない。
(A) In order to improve the hardenability without impairing the toughness of the high-tensile thick steel plate, Cr and Cu are effective. Therefore, Cr and Cu are positively used.
(B) Since Mo tends to deteriorate toughness when the content increases, it does not contain much.

(C)Bは、少量の含有により焼入れ性を大幅に向上でき、板厚の厚い鋼板でも強度を確保するのに極めて有効である。しかし、Bを一定量以上含有すると靭性を劣化させる。Bの含有による靭性の劣化を抑制してB含有量を増加するには、Cu、NiおよびMoの存在が有効である。Cu、NiおよびMoが含有されることにより、靭性を劣化させる含有量以上にBを含有しても、靭性の劣化を抑制でき、Bを効果的に利用できる。この範囲を数式により定義できる。   (C) B can significantly improve the hardenability by containing a small amount, and is extremely effective in securing the strength even with a thick steel plate. However, if B is contained in a certain amount or more, the toughness is deteriorated. The presence of Cu, Ni, and Mo is effective for suppressing the deterioration of toughness due to the inclusion of B and increasing the B content. When Cu, Ni, and Mo are contained, even if B is contained in an amount more than the content that deteriorates toughness, deterioration of toughness can be suppressed, and B can be effectively used. This range can be defined by a mathematical formula.

(D)Vは、焼入れ性を向上させ、析出硬化によって溶接による軟化を抑制するのに有効であると考えられたが、厚手の鋼板においては、板厚中央部の冷却速度が遅く、冷却過程においてV析出物が粗大化することにより靭性を劣化させるため、Vは極力含有しない。   (D) V was thought to be effective in improving hardenability and suppressing softening due to welding by precipitation hardening, but in a thick steel plate, the cooling rate at the center of the plate thickness is slow, and the cooling process In V, since the V precipitates are coarsened to deteriorate toughness, V is not contained as much as possible.

(E)Vに替わる元素として、Nbが有効である。Nbは、未再結晶域を広げ、その領域で熱間圧延を行うと、高密度の転位を導入して変態核生成サイトを増加させることにより組織を微細化し、強度と靭性を向上させることができる。   (E) Nb is effective as an element replacing V. Nb expands the non-recrystallized region, and when hot rolling is performed in that region, Nb can refine the structure by increasing the number of transformation nucleation sites by introducing high-density dislocations and improve strength and toughness. it can.

(F)粒内変態核として組織の微細化に寄与する好適な介在物の組成を検討した結果、MnSを周囲に有するTi系介在物が有効である。すなわち、溶接時に旧オーステナイト粒内にて粒内フェライトを効果的に成長させるためには、粒内フェライトの生成核となる介在物の制御が必須である。   (F) As a result of examining the composition of suitable inclusions that contribute to the refinement of the structure as intragranular transformation nuclei, Ti-based inclusions having MnS around are effective. That is, in order to effectively grow intragranular ferrite within the prior austenite grains during welding, it is essential to control the inclusions that form the intragranular ferrite formation nuclei.

特に、板厚が厚い厚鋼板では、表面および内部での冷却速度の差異により、板厚方向での介在物の化学組成および個数の制御が困難であるため、粒内フェライトの生成核となる介在物を制御する必要がある。そこで、粒内フェライトの成長のメカニズムを検討した結果、下記(i)〜(iii)が判明した。   In particular, with thick steel plates, it is difficult to control the chemical composition and number of inclusions in the thickness direction due to the difference in cooling rate between the surface and inside, so that the inclusions that form the intranuclear ferrite nuclei You need to control things. Then, as a result of examining the growth mechanism of intragranular ferrite, the following (i) to (iii) were found.

(i)製鋼段階でTi系酸化物の周辺にMnSが析出することによりTi系酸化物とMnSとを含有する複合介在物を生成させれば、MnSと母材のマトリクス界面にMnが欠乏した領域が形成される。このMn欠乏領域(以下、「初期Mn欠乏領域」という。)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、母材を溶接した場合、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。     (I) If a composite inclusion containing Ti-based oxide and MnS is generated by precipitation of MnS around the Ti-based oxide in the steelmaking stage, Mn is deficient at the matrix interface of MnS and the base material. A region is formed. In this Mn-deficient region (hereinafter referred to as “initial Mn-deficient region”), the ferrite growth start temperature is greatly increased. Therefore, when the base material is welded, intragranular ferrite grows preferentially from this Mn-deficient region in the cooling process.

(ii)母材の溶接を行うと、Ti系酸化物の近傍に存在する母材のマトリクス中のMnが拡散してTi系酸化物の内部に存在する原子空孔に吸収される。この結果、溶接により熱履歴を受けた母材のHAZとTi系酸化物の界面にMnが欠乏した領域が形成される。このMn欠乏領域(以下、「溶接Mn欠乏領域」という。)も粒内フェライトの優先成長の起点となる。     (Ii) When the base metal is welded, Mn in the matrix of the base material existing in the vicinity of the Ti-based oxide is diffused and absorbed by atomic vacancies existing inside 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 of the base material that has received a thermal history by welding. This Mn-deficient region (hereinafter referred to as “welded Mn-deficient region”) is also the starting point for preferential growth of intragranular ferrite.

(iii)上記(i)および(ii)の両作用によりHAZのフェライト量を確保できるため、必要なHAZの低温靭性を得ることができる。     (Iii) Since the ferrite amount of the HAZ can be secured by both actions (i) and (ii), the required low temperature toughness of the HAZ can be obtained.

(G)上記(F)項のメカニズムに基づき、介在物に複合するMnS量および個数密度を制御することにより、効果的に粒内フェライトを析出させることができる。さらに、上記結晶粒微細化効果を得るためには、鋼中の介在物が以下に列記の要件[1]〜[3]を満たす必要がある。   (G) Intragranular ferrite can be effectively precipitated by controlling the amount of MnS compounded in the inclusion and the number density based on the mechanism of the item (F). Furthermore, in order to obtain the above-described grain refinement effect, inclusions in the steel must satisfy the requirements [1] to [3] listed below.

[1]鋼中にTi酸化物の周囲にMnSを有する複合介在物であり、複合介在物の断面におけるMnSの面積率が10〜50%である。
[2]複合介在物の周長に占めるMnSの割合が10%以上である。
[3]粒径0.5〜5.0μmの複合介在物の個数密度が10〜40個/mmである。
[1] A composite inclusion having MnS around Ti oxide in steel, and the area ratio of MnS in the cross section of the composite inclusion is 10 to 50%.
[2] The ratio of MnS to the circumference of the composite inclusion is 10% or more.
[3] The number density of composite inclusions having a particle size of 0.5 to 5.0 μm is 10 to 40 / mm 2 .

そして、複合介在物を適量得るためには、製鋼段階での制御が必要であり、優先的に酸化物を形成し易いAl含有量を抑制し、Tiを一定量以上含有した上で、酸素ポテンシャルを調整することが重要である。
本発明は、これらの知見A〜Gに基づくものであり、以下に列記の通りである。
In order to obtain an appropriate amount of composite inclusions, it is necessary to control at the steelmaking stage, and the Al content, which tends to form oxides preferentially, is suppressed, and after containing a certain amount of Ti, the oxygen potential is increased. It is important to adjust.
The present invention is based on these findings A to G and is listed below.

(1)化学組成が、質量%で、C:C:0.05〜0.14%、Si:0.10〜0.5%、Mn:0.8〜1.8%、P:0.015%以下、S:0.001〜0.005%、Al:0.003%以下、Cu:0.30〜0.50%、Ni:0.15〜0.50%、Cr:0.30〜0.60%、Nb:0.015〜0.045%、Ti:0.005〜0.030%、B:下記式(1)により示される範囲、N:0.0020〜0.0050%、O:0.0005〜0.0050%、Mo:0〜0.40%、V:0〜0.008%を含有し、
下記式(2)により定義される溶接割れ感受性指数Pcmの値が0.17〜0.24であり、
残部はFeおよび不純物であり、
鋼中にTi酸化物の周囲にMnSが存在する複合介在物を含み、前記複合介在物の断面における前記MnSの面積率が10〜50%であり、Ti系複合介在物の周長に占めるMnSの割合が10%以上であり、粒径0.5〜5.0μmの前記複合介在物の個数密度が10〜40個/mmである、引張強さ570MPa以上で、予熱無しで溶接が可能な板厚60mm以上の高張力厚鋼板。
0.0003≦[B%]≦0.0005+[Cu%]/1000+[Ni%]/500+[Mo%]/500・・・(1)
Pcm=[C%]+[Si%]/30+[Mn%]/20+[Cu%]/20+[Ni%]/60+[Cr%]/20+[Mo%]/15+[V%]/10+5×[B%]・・・(2)
式(1),(2)において[ ]付元素は、それぞれの元素の含有量(質量%)を表す。
(1) Chemical composition is mass%, C: C: 0.05-0.14%, Si: 0.10-0.5%, Mn: 0.8-1.8%, P: 0.00. 015% or less, S: 0.001 to 0.005%, Al: 0.003% or less, Cu: 0.30 to 0.50%, Ni: 0.15 to 0.50%, Cr: 0.30 ˜0.60%, Nb: 0.015 to 0.045%, Ti: 0.005 to 0.030%, B: a range represented by the following formula (1), N: 0.0020 to 0.0050% , O: 0.0005 to 0.0050%, Mo: 0 to 0.40%, V: 0 to 0.008%,
The value of the weld crack sensitivity index Pcm defined by the following formula (2) is 0.17 to 0.24,
The balance is Fe and impurities,
The steel contains a composite inclusion in which MnS is present around Ti oxide in the steel, the area ratio of the MnS in the cross section of the composite inclusion is 10 to 50%, and MnS occupies the circumference of the Ti-based composite inclusion Is 10% or more, the number density of the composite inclusions having a particle size of 0.5 to 5.0 μm is 10 to 40 / mm 2 , the tensile strength is 570 MPa or more, and welding is possible without preheating. A high-tensile steel plate with a thickness of 60 mm or more.
0.0003 ≦ [B%] ≦ 0.0005 + [Cu%] / 1000+ [Ni%] / 500+ [Mo%] / 500 (1)
Pcm = [C%] + [Si%] / 30+ [Mn%] / 20+ [Cu%] / 20+ [Ni%] / 60+ [Cr%] / 20+ [Mo%] / 15+ [ V%] / 10 + 5 × [B%] (2)
In formulas (1) and (2), the elements with [] represent the content (% by mass) of each element.

(2)さらに、Mo:0.03〜0.4質量%を含有する、1項に記載の高張力厚鋼板。   (2) The high-tensile thick steel plate according to item 1, further containing Mo: 0.03 to 0.4% by mass.

(3)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10〜30ppmとし、
RH真空脱ガス処理において化学組成を調整して溶鋼を製造し、
該溶鋼を用いて連続鋳造法により鋳片を製造し、
該鋳片を1050〜1250℃の温度に加熱および均熱してから、800〜900℃にて所定の板厚に仕上げるように熱間圧延を行い、熱間圧延の直後に焼入れをする、1または2項に記載の高張力厚鋼板の製造方法。
(3) Before the RH vacuum degassing treatment, the oxygen potential in the molten steel is 10 to 30 ppm,
In the RH vacuum degassing process, the chemical composition is adjusted to produce molten steel,
A slab is produced by continuous casting using the molten steel,
The slab is heated and soaked to a temperature of 1050 to 1250 ° C., then hot-rolled to a predetermined thickness at 800 to 900 ° C., and quenched immediately after the hot rolling. 3. A method for producing a high-tensile thick steel plate according to item 2.

(4)前記焼入れを行った後に、350〜550℃の温度で焼戻しを行う、3項に記載の高張力厚鋼板の製造方法。   (4) The method for producing a high-tensile thick steel plate according to item 3, wherein tempering is performed at a temperature of 350 to 550 ° C. after the quenching.

なお、本発明では、高張力厚鋼板の板厚を60mm以上と規定するが、本発明で規定する化学組成および介在物の要件を満足すれば本発明の特性を得られるため、板厚の上限は規定しない。しかし、本発明に係る高張力厚鋼板の製造を勘案すると、板厚は100mm以下となる。   In the present invention, the thickness of the high-tensile thick steel plate is defined as 60 mm or more, but the characteristics of the present invention can be obtained if the chemical composition and inclusion requirements defined in the present invention are satisfied. Is not specified. However, considering the production of the high-tensile steel plate according to the present invention, the plate thickness is 100 mm or less.

本発明に係る板厚60mm以上の高張力厚鋼板および製造方法により、板厚中央部の引張強さが570MPa以上の高強度を有するとともに低温靭性に優れ、鋼板温度が0℃で溶接を行っても低温割れの発生がなく、さらに大入熱溶接を適用してもHAZ靭性が優れる高張力厚鋼板を提供できる。これにより、橋梁など大型構造物の製造において溶接施工効率を高めることができ、溶接施工コストを大幅に低減できる。   With the high-strength thick steel plate having a thickness of 60 mm or more and the manufacturing method according to the present invention, the tensile strength at the central portion of the plate thickness has a high strength of 570 MPa or more and excellent low-temperature toughness. In addition, it is possible to provide a high-strength thick steel plate that has no cold cracking and that has excellent HAZ toughness even when high heat input welding is applied. Thereby, welding construction efficiency can be raised in manufacture of large structures, such as a bridge, and welding construction cost can be reduced significantly.

図1は、実施例におけるHAZ靭性を評価するために使用した開先形状を示す説明図である。FIG. 1 is an explanatory view showing a groove shape used for evaluating the HAZ toughness in Examples. 図2は、実施例におけるHAZ靭性を評価するための試験片採取要領を示す説明図である。FIG. 2 is an explanatory diagram showing a specimen collection procedure for evaluating the HAZ toughness in Examples.

以下、本発明を詳細に説明する。以降の説明では、化学組成に関する「%」は、特に断りがない限り、「質量%」を意味する。
1.化学組成
本発明に係る高張力厚鋼板の化学組成を、上述のように限定する理由を説明する。はじめに必須元素を説明する。
Hereinafter, the present invention will be described in detail. In the following description, “%” regarding chemical composition means “% by mass” unless otherwise specified.
1. Chemical composition The reason for limiting the chemical composition of the high-tensile thick steel plate according to the present invention as described above will be described. First, the essential elements are explained.

(1−1)C:0.05〜0.14%
Cは、高張力厚鋼板の強度を決定する最も重要な元素である。C含有量が0.05%未満であると、必要とする570MPa以上の強度を得られない。したがって、C含有量は、0.05%以上であり、好ましくは0.07%以上であり、好ましくは0.08%以上である。
(1-1) C: 0.05 to 0.14%
C is the most important element that determines the strength of the high-tensile thick steel plate. If the C content is less than 0.05%, the required strength of 570 MPa or more cannot be obtained. Therefore, the C content is 0.05% or more, preferably 0.07% or more, and preferably 0.08% or more.

一方、C含有量が0.14%を超えると、鋼板靭性およびHAZ靭性が劣化するとともに低温割れ感受性が高くなる。したがって、C含有量は、0.14%以下であり、好ましくは0.13%以下であり、さらに好ましくは0.12%以下である。
高張力厚鋼板の強度、低温靭性およびHAZ靭性がバランスした特性を得るためには、C含有量は0.07〜0.11%であることが好ましい。
On the other hand, if the C content exceeds 0.14%, the steel plate toughness and the HAZ toughness deteriorate and the low-temperature cracking sensitivity increases. Therefore, the C content is 0.14% or less, preferably 0.13% or less, and more preferably 0.12% or less.
In order to obtain characteristics in which the strength, low-temperature toughness and HAZ toughness of the high-tensile thick steel plate are balanced, the C content is preferably 0.07 to 0.11%.

(1−2)Si:0.10〜0.5%
Siは、溶鋼の予備脱酸に有効な元素であり、かつ靭性を悪化させることなく強度を向上させる効果を有する。Si含有量が0.10%未満ではこの効果を十分に得られない。したがって、Si含有量は、0.10%以上であり、好ましくは0.11%以上であり、さらに好ましくは0.12%以上である。
(1-2) Si: 0.10 to 0.5%
Si is an element effective for preliminary deoxidation of molten steel, and has an effect of improving strength without deteriorating toughness. If the Si content is less than 0.10%, this effect cannot be sufficiently obtained. Therefore, the Si content is 0.10% or more, preferably 0.11% or more, and more preferably 0.12% or more.

一方、Si含有量が0.5%を超えると、鋼板の表面性状およびHAZ靭性が劣化する。したがって、Si含有量は、0.5%以下であり、好ましくは0.49%以下であり、さらに好ましくは0.42%以下である。   On the other hand, if the Si content exceeds 0.5%, the surface properties and HAZ toughness of the steel sheet deteriorate. Therefore, the Si content is 0.5% or less, preferably 0.49% or less, and more preferably 0.42% or less.

(1−3)Mn:0.8〜1.8%
Mnは、焼入れ性の向上を通じて強度を向上させるために重要であるとともに、HAZ靭性の向上に好適な介在物の形態を得るために必要である。したがって、Mn含有量は、0.8%以上であり、好ましくは0.83%以上であり、さらに好ましくは0.85%以上である。
(1-3) Mn: 0.8 to 1.8%
Mn is important for improving the strength through improvement of hardenability and is necessary for obtaining a form of inclusion suitable for improvement of HAZ toughness. Therefore, the Mn content is 0.8% or more, preferably 0.83% or more, and more preferably 0.85% or more.

一方、Mn含有量が1.8%を超えると、鋼板の靭性が劣化する。したがって、Mn含有量は、1.8%以下であり、好ましくは1.79%以下であり、さらに好ましくは1.60%以下である。
高張力厚鋼板の強度、靭性及びHAZ靭性がバランスした特性を得るためには、Mn含有量は1.0〜1.4%であることが好ましい。
On the other hand, if the Mn content exceeds 1.8%, the toughness of the steel sheet deteriorates. Therefore, the Mn content is 1.8% or less, preferably 1.79% or less, and more preferably 1.60% or less.
In order to obtain characteristics in which the strength, toughness and HAZ toughness of the high-tensile thick steel plate are balanced, the Mn content is preferably 1.0 to 1.4%.

(1−4)P:0.015%以下
Pは、結晶粒界に偏析して鋼板の靱性を劣化させるため、P含有量はできるだけ低いことが望ましい。P含有量が0.015%を超えると靭性の劣化が著しい。したがって、P含有量は、0.015%以下であり、好ましくは0.011%以下であり、さらに好ましくは0.010%以下である。
(1-4) P: 0.015% or less P is segregated at the grain boundaries and deteriorates the toughness of the steel sheet. Therefore, the P content is desirably as low as possible. When the P content exceeds 0.015%, the toughness is significantly deteriorated. Therefore, the P content is 0.015% or less, preferably 0.011% or less, and more preferably 0.010% or less.

(1−5)S:0.001〜0.005%
Sは、MnSを複合析出させ、MnSと母材のマトリクス界面にMn欠乏領域を形成するのに有効であり、母材を溶接した場合、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ため、HAZの低温靭性を確保することができる。そのため、S含有量は0.001%以上である。しかし、S含有量が0.005%を超えると、鋼板の延性や母材靭性を劣化させる原因ともなる。したがって、S含有量は、0.005%以下であり、好ましくは0.004%以下である。さらに好ましくは0.003%以下である。
(1-5) S: 0.001 to 0.005%
S is effective to precipitate MnS and form a Mn-deficient region at the matrix interface between MnS and the base material. When the base material is welded, intragranular ferrite grows preferentially from this Mn-deficient region. Therefore, the low temperature toughness of the HAZ can be ensured. Therefore, the S content is 0.001% or more. However, if the S content exceeds 0.005%, the ductility and base metal toughness of the steel sheet may be deteriorated. Therefore, the S content is 0.005% or less, preferably 0.004% or less. More preferably, it is 0.003% or less.

(1−6)Al:0.003%以下
Alは、溶鋼の清浄度を得るために含有する元素である。Alは、他の元素よりも優先的に酸化物を形成するため、低温靭性およびHAZ靭性の向上に寄与するTi系酸化物が得られなくなる。したがって、Al含有量は、0.003%以下であり、好ましくは0.002%以下であり、さらに好ましくは0.001%以下である。
(1-6) Al: 0.003% or less Al is an element contained in order to obtain the cleanliness of molten steel. Since Al forms oxides preferentially over other elements, Ti-based oxides that contribute to the improvement of low temperature toughness and HAZ toughness cannot be obtained. Therefore, the Al content is 0.003% or less, preferably 0.002% or less, and more preferably 0.001% or less.

(1−7)Cu:0.30〜0.50%
Cuは、溶接性や靭性を大きく損なうことなく、焼入れ性の向上により強度を向上させることができる。したがって、Cu含有量は、0.30%以上であり、好ましくは0.31%以上であり、さらに好ましくは0.32%以上である。
(1-7) Cu: 0.30 to 0.50%
Cu can improve strength by improving hardenability without significantly impairing weldability and toughness. Therefore, the Cu content is 0.30% or more, preferably 0.31% or more, and more preferably 0.32% or more.

一方、Cu含有量が0.50%を超えると靭性が劣化する。したがって、Cu含有量は0.50%以下であり、好ましくは0.47%以下であり、さらに好ましくは0.45%以下である。   On the other hand, if the Cu content exceeds 0.50%, the toughness deteriorates. Therefore, the Cu content is 0.50% or less, preferably 0.47% or less, and more preferably 0.45% or less.

(1−8)Ni:0.15〜0.50%
Niは、焼入れ性と靭性の両方を向上させ、さらに、Cuを多く含有する鋼板の熱間脆性を防止する。したがって、Ni含有量は、0.15%以上であり、好ましくは0.17%以上であり、さらに好ましくは0.18%以上である。
(1-8) Ni: 0.15 to 0.50%
Ni improves both hardenability and toughness, and further prevents hot brittleness of a steel sheet containing a large amount of Cu. Therefore, the Ni content is 0.15% or more, preferably 0.17% or more, and more preferably 0.18% or more.

一方、Niは高価な合金元素であり、Ni含有量が0.5%を超えるとコストが嵩む。したがって、Ni含有量は、0.50%以下であり、好ましくは0.49%以下であり、さらに好ましくは0.47%以下である。   On the other hand, Ni is an expensive alloy element, and the cost increases when the Ni content exceeds 0.5%. Therefore, the Ni content is 0.50% or less, preferably 0.49% or less, and more preferably 0.47% or less.

(1−9)Cr:0.30〜0.60%
Crは、Cuと同様に溶接性や靭性を損なうことなく、強度を向上させることができる。したがって、Cr含有量は、0.30%以上であり、好ましくは0.33%以上であり、さらに好ましくは0.40%以上である。
(1-9) Cr: 0.30 to 0.60%
Cr can improve the strength without impairing weldability and toughness like Cu. Therefore, the Cr content is 0.30% or more, preferably 0.33% or more, and more preferably 0.40% or more.

一方、Cr含有量が0.60%を超えると靭性が劣化する。したがって、Cr含有量は、0.60%以下であり、好ましくは0.59%以下であり、さらに好ましくは0.56%以下である。
強度を安定的に確保するために、Cr含有量は、好ましくは0.40〜0.60%である。
On the other hand, if the Cr content exceeds 0.60%, the toughness deteriorates. Therefore, the Cr content is 0.60% or less, preferably 0.59% or less, and more preferably 0.56% or less.
In order to stably secure the strength, the Cr content is preferably 0.40 to 0.60%.

(1−10)Nb:0.015〜0.045%
Nbは、未再結晶域を広げ、その領域で圧延を行うことにより高密度の転位を導入し、変態核生成サイトを増加させることで組織の微細化を図ることができるため、靭性を向上することができる。したがって、Nb含有量は、0.015%以上であり、好ましくは0.016%以上であり、さらに好ましくは0.025%以上である。
(1-10) Nb: 0.015 to 0.045%
Nb expands the non-recrystallized region, introduces high-density dislocations by rolling in that region, and increases the number of transformation nucleation sites, thereby making it possible to refine the structure and improve toughness. be able to. Accordingly, the Nb content is 0.015% or more, preferably 0.016% or more, and more preferably 0.025% or more.

一方、Nb含有量が0.045%を超えると、上記効果は飽和してコストが嵩むだけでなく、靭性や溶接性を劣化させる。したがって、Nb含有量は、0.045%以下であり、好ましくは0.042%以下であり、さらに好ましくは0.035%以下である。   On the other hand, if the Nb content exceeds 0.045%, the above effects are saturated and the cost is increased, and the toughness and weldability are deteriorated. Therefore, the Nb content is 0.045% or less, preferably 0.042% or less, and more preferably 0.035% or less.

靭性の向上効果を得るのに最適な範囲として、Nb含有量は、好ましくは0.025〜0.035%である。   The Nb content is preferably 0.025 to 0.035% as an optimum range for obtaining an effect of improving toughness.

(1−11)Ti:0.005〜0.030%
Tiは、窒化物を生成して結晶粒の粗大化を抑制するとともに、粒内変態核となる複合介在物の生成に必要である。しかし、Ti含有量が0.005%未満では、この作用が奏されない。したがって、Ti含有量は、0.005%以上であり、好ましくは0.010%以上である。
(1-11) Ti: 0.005 to 0.030%
Ti is necessary to generate nitrides and suppress the coarsening of crystal grains, and to generate composite inclusions that become intragranular transformation nuclei. However, when the Ti content is less than 0.005%, this effect is not achieved. Therefore, the Ti content is 0.005% or more, preferably 0.010% or more.

一方、Ti含有量が0.030%を超えると、Ti炭化物が過剰に析出し母材靱性および溶接部靱性に悪影響を及ぼす。したがって、Ti含有量は、0.030%以下であり、好ましくは0.025%以下であり、より好ましくは0.020%以下である。   On the other hand, if the Ti content exceeds 0.030%, Ti carbides are excessively precipitated, which adversely affects the base metal toughness and weld zone toughness. Therefore, the Ti content is 0.030% or less, preferably 0.025% or less, and more preferably 0.020% or less.

(1−12)B:上記式(1)により示される範囲
Bは,少量で焼入れ性を向上することができるため、強度の向上に極めて有効である。さらに、Bは、溶接時にオーステナイト粒界に偏析し、粒界エネルギーを低下させることにより粒内から変態し、組織が微細化される。このため、HAZ靭性の向上にも効果がある。したがって、B含有量は、0.0003%以上であり、好ましくは0.0005%以上であり、さらに好ましくは0.0006%以上である。
(1-12) B: Range indicated by the above formula (1) B is extremely effective in improving strength because it can improve the hardenability with a small amount. Furthermore, B segregates at the austenite grain boundaries during welding, transforms from within the grains by lowering the grain boundary energy, and the structure is refined. For this reason, it is effective in improving the HAZ toughness. Therefore, the B content is 0.0003% or more, preferably 0.0005% or more, and more preferably 0.0006% or more.

一方、Bは、より多く含有すると靭性が劣化する傾向がある。この靭性劣化の傾向は、Cu、NiおよびMoの存在により緩和される。そこで、B含有量は、[B%]≦0.0005+[Cu%]/1000+[Ni%]/500+[Mo%]/500であることが好ましい。この式において、[ ]付元素は、それぞれの元素の含有量(質量%)を表す。   On the other hand, if more B is contained, the toughness tends to deteriorate. This tendency of toughness degradation is mitigated by the presence of Cu, Ni and Mo. Therefore, the B content is preferably [B%] ≦ 0.0005 + [Cu%] / 1000+ [Ni%] / 500+ [Mo%] / 500. In this formula, the elements with [] represent the content (% by mass) of each element.

(1−13)N:0.0020〜0.0050%
Nは、窒化物を形成することにより加熱時の組織粗大化を抑制するため、靭性向上に寄与する。したがって、N含有量は、0.0020以上であり、好ましくは0.0024%であり、さらに好ましくは0.0031%である。
(1-13) N: 0.0020 to 0.0050%
N contributes to toughness improvement by suppressing the coarsening of the structure during heating by forming a nitride. Therefore, the N content is 0.0020 or more, preferably 0.0024%, and more preferably 0.0031%.

一方、N含有量が0.0050%を超えると、窒化物が粗大化することにより靭性が劣化する。したがって、N含有量は、0.0050%以下であり、好ましくは0.0043%以下であり、さらに好ましくは0.0038%以下である。   On the other hand, if the N content exceeds 0.0050%, the nitride becomes coarse and the toughness deteriorates. Therefore, the N content is 0.0050% or less, preferably 0.0043% or less, and more preferably 0.0038% or less.

(1−14)O:0.0005〜0.0050%
O(酸素)は、粒内変態核となる複合酸化物の生成に有効である。したがって、O含有量は、0.0005%以上であり、好ましくは0.0008%以上であり、さらに好ましくは0.0011%以上である。
(1-14) O: 0.0005 to 0.0050%
O (oxygen) is effective in producing a composite oxide that becomes an intragranular transformation nucleus. Therefore, the O content is 0.0005% or more, preferably 0.0008% or more, and more preferably 0.0011% or more.

一方、Oは多量に含有すると清浄度の劣化が著しくなるため、母材、溶接金属部およびHAZともに実用的な靱性確保が困難になる。したがって、O含有量は、0.0050%以下であり、好ましくは0.0038%以下であり、さらに好ましくは0.0035%以下である。   On the other hand, when O is contained in a large amount, the cleanliness deteriorates remarkably, making it difficult to ensure practical toughness for both the base metal, the weld metal part and the HAZ. Therefore, the O content is 0.0050% or less, preferably 0.0038% or less, and more preferably 0.0035% or less.

次に、任意元素を説明する。
(1−15)Mo:0〜0.40%
Moは、強度を向上させ、またBの添加による靭性の劣化を緩和する効果を有するので、含有することが好ましい。しかし、Mo含有量が0.40%を超えると、靭性が著しく劣化する。このため、Moを含有しても靭性を劣化させないために、Mo含有量は、0.40%以下であり、好ましくは0.15%である。
Next, arbitrary elements will be described.
(1-15) Mo: 0 to 0.40%
Mo is preferably contained because it has the effect of improving strength and mitigating toughness deterioration due to the addition of B. However, when the Mo content exceeds 0.40%, the toughness is significantly deteriorated. For this reason, in order not to deteriorate toughness even if Mo is contained, the Mo content is 0.40% or less, preferably 0.15%.

上記効果を確実に得るために、Mo含有量は、好ましくは0.03%以上であり、さらに好ましくは0.04%以上である。   In order to reliably obtain the above effects, the Mo content is preferably 0.03% or more, and more preferably 0.04% or more.

(1−16)V:0.008%以下
Vは、一般的に焼入れ性を向上させ、析出硬化によって溶接による軟化を抑制するのに有効である。しかし、前述のように、板厚60mm以上といった厚鋼板では、冷却時の板厚中央部の冷却速度が遅く、冷却過程においてV析出物が粗大化して靭性が劣化する。したがって、Vが不純物で存在していたとしても、V含有量は、0.008%以下であり、好ましくは0.005%以下であり、さらに好ましくは0.004%以下である。Vは含有しないことが最も好ましい。
(1-16) V: 0.008% or less V is generally effective in improving hardenability and suppressing softening due to welding by precipitation hardening. However, as described above, in a thick steel plate having a thickness of 60 mm or more, the cooling rate at the central portion of the plate thickness at the time of cooling is slow, and V precipitates are coarsened and the toughness deteriorates during the cooling process. Therefore, even if V is present as an impurity, the V content is 0.008% or less, preferably 0.005% or less, and more preferably 0.004% or less. Most preferably, V is not contained.

(1−17)上記式(2)により定義される溶接割れ感受性指数Pcmの値:0.17〜0.24
溶接割れ感受性指数Pcmの値が高いほど、溶接での低温割れを防止するための予熱温度が高くなる。溶接割れ感受性指数Pcmが0.24%を超えると、鋼板温度0℃で低温割れが発生する。したがって、溶接割れ感受性指数Pcmは、0.24以下であり、好ましくは0.23以下であり、さらに好ましくは0.22以下である。
(1-17) Value of weld cracking sensitivity index Pcm defined by the above formula (2): 0.17 to 0.24
The higher the value of the weld crack sensitivity index Pcm, the higher the preheating temperature for preventing cold cracking in welding. If the weld cracking sensitivity index Pcm exceeds 0.24%, cold cracking occurs at a steel plate temperature of 0 ° C. Therefore, the weld crack sensitivity index Pcm is 0.24 or less, preferably 0.23 or less, and more preferably 0.22 or less.

一方、溶接割れ感受性指数Pcmの値が0.17%未満になると、所用の引張強さを確保できなくなる。したがって、溶接割れ感受性指数Pcmは、0.17以上であり、好ましくは0.18以上であり、さらに好ましくは0.20以上である。   On the other hand, if the value of the weld crack sensitivity index Pcm is less than 0.17%, the required tensile strength cannot be ensured. Therefore, the weld crack sensitivity index Pcm is 0.17 or more, preferably 0.18 or more, and more preferably 0.20 or more.

(1−18)残部
上記以外の残部はFeおよび不純物である。不純物としては、鉱石やスクラップ等の原材料に含まれるものや、製造工程において含まれるものが例示される。
(1-18) Balance The balance other than the above is Fe and impurities. Examples of impurities include those contained in raw materials such as ore and scrap, and those contained in the manufacturing process.

2.複合介在物
本発明に係る高張力厚鋼板は、HAZ組織の微細化に寄与する複合介在物として、鋼中にTi酸化物の周囲にMnSが存在する複合介在物を含む。そして、複合介在物の断面におけるMnSの面積率、界面におけるMnSの割合、その介在物の粒径および個数密度が下記の範囲を取る。
2. Composite Inclusion The high-tension thick steel plate according to the present invention includes a composite inclusion in which MnS is present around Ti oxide in steel as a composite inclusion contributing to the refinement of the HAZ structure. And the area ratio of MnS in the cross section of a composite inclusion, the ratio of MnS in an interface, the particle size and number density of the inclusion take the following ranges.

(2−1)複合介在物の断面におけるMnSの面積率:10〜50%
本発明では、任意の切断面に現出した複合介在物を分析し、その複合介在物の断面積におけるMnSの面積率を測定することにより、複合介在物中のMnS量を規定する。
(2-1) Area ratio of MnS in cross section of composite inclusion: 10 to 50%
In the present invention, the amount of MnS in the composite inclusion is defined by analyzing the composite inclusion appearing on an arbitrary cut surface and measuring the area ratio of MnS in the cross-sectional area of the composite inclusion.

複合介在物の断面におけるMnSの面積率が10%未満であると、複合介在物中のMnS量が少なく、MnSとマトリクスとの界面に初期Mn欠乏層が十分に形成されない。その結果、溶接した際に粒内フェライトの生成が困難になる。したがって、複合介在物の断面におけるMnSの面積率は、10%以上であり、好ましくは11%以上であり、さらに好ましくは16%以上である。   When the area ratio of MnS in the cross section of the composite inclusion is less than 10%, the amount of MnS in the composite inclusion is small, and the initial Mn-deficient layer is not sufficiently formed at the interface between MnS and the matrix. As a result, it becomes difficult to produce intragranular ferrite when welding. Therefore, the area ratio of MnS in the cross section of the composite inclusion is 10% or more, preferably 11% or more, and more preferably 16% or more.

一方、複合介在物の断面におけるMnSの割合が50%超であると、複合介在物がMnS主体となる。この場合、Ti系酸化物中の原子空孔に吸収されるMnは少なく、溶接Mn欠乏層が形成されず、粒内フェライトの生成が困難になる。このため、複合介在物の断面におけるMnSの面積率は、50%以下であり、好ましくは49%以下であり、さらに好ましくは42%以下である。   On the other hand, when the ratio of MnS in the cross section of the composite inclusion is more than 50%, the composite inclusion is mainly MnS. In this case, the amount of Mn absorbed in the atomic vacancies in the Ti-based oxide is small, the welded Mn-deficient layer is not formed, and the formation of intragranular ferrite becomes difficult. For this reason, the area ratio of MnS in the cross section of the composite inclusion is 50% or less, preferably 49% or less, and more preferably 42% or less.

(2−2)複合介在物の周長に占めるMnSの割合:10%以上
複合介在物中のMnSは、Ti系酸化物の周囲に形成される。複合介在物の周長に占めるMnSの割合が10%未満であると、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形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周長に占めるMnSの割合は、10%以上である。
(2-2) Ratio of MnS in circumference of composite inclusion: 10% or more MnS in the composite inclusion is formed around the Ti-based oxide. If the ratio of MnS in the circumference of the composite inclusion is less than 10%, the initial Mn-deficient region formed at the interface between MnS and the matrix is small, and the amount of intragranular ferrite formed is not sufficient even after welding. Good low-temperature HAZ toughness cannot be obtained. Therefore, the ratio of MnS in the circumference with the matrix of composite inclusions is 10% or more.

MnSの割合が大きいほど初期Mn欠乏層は大きくなり粒内フェライトが生成し易くなるため、MnSの割合の上限は定めないが、通常80%以下となる。   The larger the MnS ratio, the larger the initial Mn-deficient layer and the easier formation of intragranular ferrite. Therefore, the upper limit of the MnS ratio is not defined, but is usually 80% or less.

(2−3)複合介在物(粒径0.5〜5.0μmの複合介在物)の個数密度:10〜40個/mm
複合介在物の個数密度とは、規定する粒径を有する複合介在物の単位面積当たりの個数をいう。複合介在物の粒径が0.5μm未満では、複合介在物の周囲から吸収できるMn量が少なく、その結果、粒内フェライトの生成量が低下する。一方、複合介在物の粒径が5.0μmより大きいと、複合介在物が破壊の起点になる。このため、本発明においては対象とする複合介在物の粒径を0.5〜5.0μmとする。
(2-3) Number density of composite inclusions (composite inclusions having a particle size of 0.5 to 5.0 μm): 10 to 40 pieces / mm 2
The number density of composite inclusions refers to the number per unit area of composite inclusions having a prescribed particle size. When the particle size of the composite inclusion is less than 0.5 μm, the amount of Mn that can be absorbed from the periphery of the composite inclusion is small, and as a result, the amount of intragranular ferrite produced decreases. On the other hand, when the particle size of the composite inclusion is larger than 5.0 μm, the composite inclusion becomes a starting point of destruction. For this reason, in this invention, the particle size of the composite inclusion made into object shall be 0.5-5.0 micrometers.

そして、この粒径を有する複合介在物の個数密度は、Mn吸収量に関わる。安定した粒内フェライトを生成させるためには、各複合介在物が旧オーステナイト内に少なくとも1つ程度含まれる必要がある。そのため、複合介在物の個数密度は、10個/mm以上とする。一方、複合介在物が過剰に多い場合は、延性破壊の吸収エネルギーが低下する。このため、複合介在物の個数密度は、40個/mm以下とする。 The number density of the composite inclusion having this particle size is related to the Mn absorption amount. In order to generate stable intragranular ferrite, at least one of each composite inclusion needs to be included in the prior austenite. Therefore, the number density of the composite inclusions is set to 10 pieces / mm 2 or more. On the other hand, when the composite inclusion is excessively large, the absorbed energy of ductile fracture is reduced. For this reason, the number density of the composite inclusion is set to 40 pieces / mm 2 or less.

3.製造方法
次に、本発明に係る高張力厚鋼板は、上記の化学組成を有していても、所用のHAZ靭性を確保するためには、製造方法が適切でなければ、上記のような複合介在物が得られない。
3. Manufacturing Method Next, even if the high-tensile thick steel plate according to the present invention has the above-described chemical composition, in order to ensure the required HAZ toughness, if the manufacturing method is not appropriate, the above composite Inclusions cannot be obtained.

本鋼材の鋳片製造では鋼中介在物の制御のために、RH(Ruhrstahl-Hausen)真空脱ガス処理前に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を反応させる。これにより、スラグ内のトータルFe量を調整し、溶鋼内の酸素ポテンシャルを10〜30ppmに制御する。Arガスの流量は100〜200L/minとすることが例示され、吹き込み時間を5〜15minとすることが例示される。   In the production of slabs of this steel material, Ar gas is blown into the molten steel from the top before the RH (Ruhrstahl-Hausen) vacuum degassing treatment in order to control the inclusions in the steel, and the slag on the molten steel surface reacts with the molten steel. Thereby, the total Fe amount in the slag is adjusted, and the oxygen potential in the molten steel is controlled to 10 to 30 ppm. The flow rate of Ar gas is exemplified as 100 to 200 L / min, and the blowing time is exemplified as 5 to 15 min.

その後、RH真空脱ガス処理により各元素を添加して化学組成を調整して溶鋼を製造し、この溶鋼を用いて連続鋳造法により、例えば300mm厚の鋳片を製造する。   Thereafter, each element is added by RH vacuum degassing to adjust the chemical composition to produce molten steel, and a slab of, for example, 300 mm thickness is produced by continuous casting using this molten steel.

次に、この鋳片を以下の工程I〜工程IIIを順次に行う。
工程I:鋳片を1050〜1250℃の温度域へ加熱および均熱する。
工程II:熱間圧延の仕上げ温度が800〜900℃となるように所望の板厚まで熱間圧延を行う。
工程III:熱間圧延終了後、直ちに強制冷却(直接焼入れ)を行う。
さらに必要に応じて工程IIIの後に工程IVを行ってもよい。
工程IV:350〜550℃の温度での焼戻しを行う。
Next, this slab is sequentially subjected to the following steps I to III.
Step I: Heat and soak the slab to a temperature range of 1050 to 1250 ° C.
Step II: Hot rolling is performed to a desired plate thickness so that the finishing temperature of hot rolling is 800 to 900 ° C.
Step III: After the hot rolling is completed, forced cooling (direct quenching) is performed immediately.
Furthermore, step IV may be performed after step III as necessary.
Process IV: Tempering is performed at a temperature of 350 to 550 ° C.

工程Iにおいて、加熱温度が1050℃未満であると、固溶Nbが不足し、未再結晶域を広げる効果が不足するため、高密度の転位導入ができず、変態核生成サイトが不足する。このため、組織微細化ができず、引張強さと低温靭性が確保できない。一方、加熱温度が1250℃を超えるとスケール付着量が多くなり、熱間圧延時に疵を生成する可能性がある。このため、鋳片の加熱温度は、1050〜1250℃とする。   In Step I, if the heating temperature is less than 1050 ° C., the solid solution Nb is insufficient and the effect of expanding the non-recrystallized region is insufficient, so that high-density dislocations cannot be introduced and the transformation nucleation sites are insufficient. For this reason, the structure cannot be refined, and the tensile strength and the low temperature toughness cannot be ensured. On the other hand, when the heating temperature exceeds 1250 ° C., the amount of scale adhesion increases, and soot may be generated during hot rolling. For this reason, the heating temperature of a slab shall be 1050-1250 degreeC.

工程IIにおいて、熱間圧延の仕上温度が800℃未満では、変態温度を大きく下回ることになり、十分な焼入れ強度が得られなくなる。一方で、仕上温度が900℃を超えると、高張力厚鋼板の靭性が低下するおそれがある。このため、熱間圧延の仕上げ温度は800〜900℃とする。   In step II, if the finishing temperature of hot rolling is less than 800 ° C., the transformation temperature will be much lower, and sufficient quenching strength will not be obtained. On the other hand, when the finishing temperature exceeds 900 ° C., the toughness of the high-tensile steel plate may be reduced. For this reason, the finishing temperature of hot rolling shall be 800-900 degreeC.

工程IIIにおいては、熱間圧延終了後に時間をおかずに強制冷却する。熱間圧延終了後できる限り早く強制冷却することが好ましいが、実際には圧延機から冷却装置まで距離があり、通板速度にも制限があるため、冷却までに時間が生じる。このように直ちに冷却できない場合でも、熱間圧延終了後、200秒後までに強制冷却すれば、十分な焼入れ効果を得ることができる。また、強制冷却は、水などの冷却媒体が鋼板面全体に均一にあたるようにし、板厚の中心部が1℃/sec以上となる冷却速度で行うことが好ましい。   In Step III, forced cooling is performed without taking time after the end of hot rolling. It is preferable to perform forced cooling as soon as possible after the hot rolling is completed, but in reality, there is a distance from the rolling mill to the cooling device, and there is a limit to the sheet feeding speed, so time is required for cooling. Even if it is not possible to immediately cool in this way, a sufficient quenching effect can be obtained if forced cooling is performed by 200 seconds after the end of hot rolling. Further, the forced cooling is preferably performed at a cooling rate such that a cooling medium such as water is uniformly applied to the entire surface of the steel plate, and the central portion of the plate thickness is 1 ° C./sec or more.

さらに必要に応じて工程IVを行うことができ、350〜550℃に焼戻しを行うことで靭性を向上させることができる。   Furthermore, process IV can be performed as needed and toughness can be improved by tempering at 350-550 degreeC.

このようにして、本発明に係る高張力厚鋼板を製造することができる。本発明に係る高張力厚鋼板は、板厚60mm以上であり、引張強さ570MPa以上であるとともに、予熱無しで溶接が可能である。   In this way, the high-tensile thick steel plate according to the present invention can be manufactured. The high-tensile thick steel plate according to the present invention has a plate thickness of 60 mm or more, a tensile strength of 570 MPa or more, and can be welded without preheating.

さらに、本発明に係る高張力厚鋼板及びその製造方法を、実施例を参照しながら具体的に説明する。
本発明では、転炉で溶製し、表1,2に示す化学組成(残部はFeおよび不純物)を有する300mm厚の鋳片を、連続鋳造法にて作製した。ここで、複合介在物の制御の観点より、転炉においてRH真空脱ガス処理前の溶鋼中の酸素ポテンシャルOxpを表3,4に示す量に調整した後、Ti等を添加し成分調整した。その後、連続鋳造過程で、溶鋼の温度を過度に高くせず、溶鋼組成から決まる凝固温度に対し、その差が50℃以内になるように管理し、さらに凝固直前の電磁攪拌および凝固時の圧下を行って、300mm厚さの鋳片とした。
Further, the high-tensile thick steel plate and the manufacturing method thereof according to the present invention will be specifically described with reference to examples.
In the present invention, a 300 mm-thick slab having a chemical composition shown in Tables 1 and 2 (the balance being Fe and impurities) was produced by a continuous casting method. Here, from the viewpoint of controlling composite inclusions, the oxygen potential Oxp in the molten steel before the RH vacuum degassing treatment was adjusted to the amounts shown in Tables 3 and 4 in the converter, and then Ti and the like were added to adjust the components. Then, in the continuous casting process, the temperature of the molten steel is not excessively raised, and the difference is controlled within 50 ° C with respect to the solidification temperature determined from the molten steel composition. Further, electromagnetic stirring immediately before solidification and reduction during solidification To make a slab of 300 mm thickness.

この鋳片を、表3,4に示す条件で、加熱および均熱し、板厚60〜90mmに仕上げるように熱間圧延を行い、熱間圧延の直後に焼入れを行い、一部についてはさらに焼戻しを行うことにより、高張力厚鋼板を得た。   This slab is heated and soaked under the conditions shown in Tables 3 and 4 and hot-rolled to finish the sheet thickness of 60 to 90 mm, quenched immediately after the hot-rolling, and partly further tempered. By carrying out, a high-tensile thick steel plate was obtained.

Ti系複合介在物の断面におけるMnS面積率およびMnS周長割合の算出は、高張力厚鋼板の板厚1/4t部より採取した複合介在物分析用の試験片を用いた。複合介在物は、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、MnS面積率および複合介在物の界面におけるMnS周長割合を測定した。MnS面積率および複合介在物の界面におけるMnS周長割合は、各試料につき20個ずつEPMAによる分析を行い、平均値を算出することにより求めた。   For the calculation of the MnS area ratio and the MnS circumferential length ratio in the cross section of the Ti-based composite inclusion, a test specimen for analyzing the composite inclusion collected from a 1/4 t portion of the high-tension thick steel plate was used. The composite inclusions were measured using an electron probe microanalyzer (EPMA) from the mapping image obtained by surface analysis of the composite inclusions, and the MnS area ratio and the MnS perimeter ratio at the interface of the composite inclusions were measured. The MnS area ratio and the MnS perimeter ratio at the interface of the composite inclusions were determined by performing an EPMA analysis for each sample and calculating an average value.

さらに、Ti系複合介在物の個数密度は、SEM-EDXを組み合わせた自動介在物分析装置から得た複合介在物の形状測定データから、粒径が0.5〜5.0μmの範囲である複合介在物の個数を算出することにより、個数密度を算出した。算出した結果を表3,4に示す。   Furthermore, the number density of Ti-based composite inclusions is a composite whose particle size is in the range of 0.5 to 5.0 μm from the shape measurement data of composite inclusions obtained from an automatic inclusion analyzer combined with SEM-EDX. The number density was calculated by calculating the number of inclusions. The calculated results are shown in Tables 3 and 4.

また、表3,4に示す加工条件で得られた高張力厚鋼板の板厚中央部より圧延と直角の方向にJIS Z2241−2016に準拠した4号引張試験片(丸棒)(径=14mm)とJIS Z2242−2016に準拠したシャルピー試験片に準拠したシャルピー試験片(2mmVノッチ試験片)を採取した。ノッチ位置は板厚方向とした。それぞれ機械特性試験を行い、引張強さ、降伏強さ、−10℃のシャルピー吸収エネルギーを測定した。   Further, No. 4 tensile test piece (round bar) (diameter = 14 mm) in accordance with JIS Z2241-2016 in the direction perpendicular to the rolling from the center of the thickness of the high-tensile steel plate obtained under the processing conditions shown in Tables 3 and 4. ) And a Charpy test piece (2 mmV notch test piece) based on the Charpy test piece based on JIS Z2242-2016. The notch position was in the thickness direction. Each was subjected to a mechanical property test to measure tensile strength, yield strength, and Charpy absorbed energy at -10 ° C.

図1は、HAZ靭性を評価するために使用した開先形状を示す説明図であり、図2は、HAZ靭性を評価するための試験片採取要領を示す説明図である。図2における符号1は鋼板を示し、符号2は溶接ビードを示し、符号3は2mmVノッチシャルピー試験片を示す。   FIG. 1 is an explanatory view showing a groove shape used for evaluating the HAZ toughness, and FIG. 2 is an explanatory view showing a specimen collecting procedure for evaluating the HAZ toughness. 2, reference numeral 1 indicates a steel plate, reference numeral 2 indicates a weld bead, and reference numeral 3 indicates a 2 mmV notch Charpy test piece.

HAZ靭性は、図1に示すように、高張力厚鋼板をX型開先で突き合わせた後、60k級鋼用の直径4.8mmのサブマージアーク溶接用ソリッドワイヤ商品名Y−Dと溶接フラックス商品名NF−320M(共に日鐵住金溶接工業株式会社製)を用いて、溶接入熱100〜120kJ/cmにて、図2に示す多層盛り溶接を行った。   As shown in Fig. 1, HAZ toughness is obtained by matching high-tensile thick steel plates with X-shaped grooves, then submerged arc welding solid wire product name YD for 60k grade steel and welding flux product. Using the name NF-320M (both manufactured by Nippon Steel & Sumikin Welding Co., Ltd.), multi-layer welding shown in FIG. 2 was performed at a welding heat input of 100 to 120 kJ / cm.

その後、溶接長手方向と垂直に切断し、図2に示すように1/2tの溶融部をノッチ位置としてシャルピー試験片を採取して、−10℃でシャルピー衝撃試験を行って吸収エネルギーを評価した。   Then, it cut | disconnected perpendicularly | vertically with the welding longitudinal direction, and as shown in FIG. 2, the Charpy test piece was extract | collected by making the 1 / 2t fusion | melting part into a notch position, the Charpy impact test was performed at -10 degreeC, and the absorbed energy was evaluated. .

耐低温割れ性の評価は、JIS Z3158−1993(y形溶接割れ試験方法)に準拠した方法で試験を行った。高張力厚鋼板をGapが1mmのy型に開先加工してy形溶接割れ試験体を作製し、温度0℃かつ湿度60%の一定雰囲気管理下の溶接場所において、60k級鋼用の直径1.2mmのガスシールドアーク溶接ワイヤ商品名YM−60C(日鐵住金溶接工業株式会社製)を用いて、シールドガスにCOガスを使用して、溶接入熱16.0〜17.5kJ/cmの条件にて試験を行い、溶接された試験体の断面観察を行って割れ率を測定した。 Evaluation of cold cracking resistance was performed by a method based on JIS Z3158-1993 (y-type weld cracking test method). A high-tensile thick steel plate is grooved into a y-type with a gap of 1 mm to produce a y-shaped weld crack specimen, and the diameter for 60k class steel at a welding location under controlled atmosphere at a temperature of 0 ° C and a humidity of 60%. Using 1.2 mm gas shielded arc welding wire trade name YM-60C (manufactured by Nippon Steel & Sumikin Welding Co., Ltd.), using CO 2 gas as the shielding gas, welding heat input 16.0 to 17.5 kJ / The test was conducted under the condition of cm, and the crack ratio was measured by observing the cross section of the welded specimen.

特性の評価基準は、以下に記載の基準を満足する場合を合格とした。
・引張強さ:570MPa以上
・−10℃吸収エネルギー:100J以上であること。
・HAZ部−10℃吸収エネルギー:47J以上であること。
・耐低温割れ性:0℃で断面割れ率が0であること。
得られた試験結果を表3,4にまとめて示す。
The evaluation criteria for the characteristics were determined to be acceptable when the criteria described below were satisfied.
-Tensile strength: 570 MPa or more--10 ° C absorbed energy: 100 J or more.
-HAZ part-10 degreeC absorbed energy: It must be 47J or more.
-Cold cracking resistance: The cross-sectional cracking rate is 0 at 0 ° C.
The obtained test results are summarized in Tables 3 and 4.

Figure 2019056145
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表1,3の記号A01〜A35は、本発明で規定する条件を全て満足する本発明例であり、表2,4の記号B01〜B30は、本発明で規定する条件を満足しない比較例である。
表1,3に示すように、記号A01〜A35は、引張強さ:570MPa以上、−10℃吸収エネルギー:100J以上およびHAZ部−10℃吸収エネルギー:47J以上の機械特性と、0℃で断面割れ率:0の溶接性を兼ね備えている。
Symbols A01 to A35 in Tables 1 and 3 are examples of the present invention that satisfy all the conditions defined in the present invention, and symbols B01 to B30 in Tables 2 and 4 are comparative examples that do not satisfy the conditions defined in the present invention. is there.
As shown in Tables 1 and 3, the symbols A01 to A35 are tensile strength: 570 MPa or more, −10 ° C. absorbed energy: 100 J or more, and HAZ part −10 ° C. absorbed energy: 47 J or more, and a cross section at 0 ° C. Cracking ratio: 0 weldability.

このため、記号A01〜A35の高張力厚鋼板は、板厚中央部の引張強さが570MPa以上の高強度を有するとともに低温靭性に優れ、鋼板温度が0℃で溶接を行っても低温割れの発生がなく、さらに大入熱溶接を適用してもHAZ靭性が優れるため、例えば橋梁など大型構造物の製造において溶接施工効率を高めることができ、溶接施工コストを大幅に低減できる。   For this reason, the high-strength thick steel plates of symbols A01 to A35 have a high strength of 570 MPa or more at the center of the plate thickness and are excellent in low-temperature toughness. Even when welding at a steel plate temperature of 0 ° C., low-temperature cracking occurs. There is no occurrence, and even if high heat input welding is applied, the HAZ toughness is excellent, so that, for example, welding construction efficiency can be increased in the production of large structures such as bridges, and the welding construction cost can be greatly reduced.

これに対し、表2,4の記号B01は、C含有量が本発明の範囲の下限を下回るため、引張強さが不足した。
記号B02は、C含有量が本発明の範囲の上限を上回るため、溶接性が不足した。
記号B03は、Si含有量が本発明の範囲の下限を下回るため、鋼板の靭性が不足した。
On the other hand, the symbol B01 in Tables 2 and 4 was insufficient in tensile strength because the C content was below the lower limit of the range of the present invention.
The symbol B02 has insufficient weldability because the C content exceeds the upper limit of the range of the present invention.
The symbol B03 was insufficient in toughness of the steel sheet because the Si content was below the lower limit of the range of the present invention.

記号B04は、Si含有量が本発明の範囲の上限を上回るため、HAZ靭性が不足した。
記号B05は、Mn含有量が本発明の範囲の下限を下回り、MnS面積率、MnS周長割合及び個数密度が不十分となったため、HAZ靭性が不足した。
記号B06は、Mn含有量が本発明の範囲の上限を上回り、個数密度が不十分となったため、HAZ靭性が不足した。
The symbol B04 had insufficient HAZ toughness because the Si content exceeded the upper limit of the range of the present invention.
The symbol B05 had insufficient Mn content because the Mn content was below the lower limit of the range of the present invention, and the MnS area ratio, MnS peripheral length ratio, and number density were insufficient.
The symbol B06 had insufficient HAZ toughness because the Mn content exceeded the upper limit of the range of the present invention and the number density was insufficient.

記号B07は、Al含有量が本発明の範囲の上限を上回るため、HAZ靭性が不足した。
記号B08は、Cu含有量が本発明の範囲の下限を下回るため、引張強さが不足した。
記号B09は、Cu含有量が本発明の範囲の上限を上回るため、鋼板の靭性が不足した。
記号B10は、Ni含有量が本発明の範囲の下限を下回るため、鋼板の靭性が不足した。
The symbol B07 has insufficient HAZ toughness because the Al content exceeds the upper limit of the range of the present invention.
The symbol B08 was insufficient in tensile strength because the Cu content was below the lower limit of the range of the present invention.
The symbol B09 has insufficient toughness of the steel sheet because the Cu content exceeds the upper limit of the range of the present invention.
The symbol B10 was insufficient in toughness of the steel sheet because the Ni content was below the lower limit of the range of the present invention.

記号B11は、Cr含有量が本発明の範囲の下限を下回るため、引張強さが不足した。
記号B12は、Cr含有量が本発明の範囲の上限を上回るため、鋼板の靭性が不足した。
記号B13は、Mo含有量が本発明の範囲の上限を上回るため、鋼板の靭性が不足した。
記号B14は、Nb含有量が本発明の範囲の下限を下回るため、鋼板の靭性が不足した。
The symbol B11 has insufficient tensile strength because the Cr content is below the lower limit of the range of the present invention.
The symbol B12 had insufficient Cr toughness because the Cr content exceeded the upper limit of the range of the present invention.
In symbol B13, the Mo content exceeded the upper limit of the range of the present invention, so that the toughness of the steel sheet was insufficient.
In the symbol B14, since the Nb content is below the lower limit of the range of the present invention, the toughness of the steel sheet was insufficient.

記号B15は、Nb含有量が本発明の範囲の上限を上回るため、鋼板の靭性が不足した。
記号B16は、V含有量が本発明の範囲の上限を上回るため、鋼板の靭性が不足した。
記号B17は、Ti含有量が本発明の範囲の下限を下回り、個数密度が不十分となったため、HAZ靭性が不足した。
記号B18は、Ti含有量が本発明の範囲の上限を上回るため、HAZ靭性が不足した。
In the symbol B15, the Nb content exceeded the upper limit of the range of the present invention, so that the toughness of the steel plate was insufficient.
The symbol B16 has insufficient toughness of the steel sheet because the V content exceeds the upper limit of the range of the present invention.
For the symbol B17, the Ti content was below the lower limit of the range of the present invention, and the number density became insufficient, so that the HAZ toughness was insufficient.
The symbol B18 has insufficient HAZ toughness because the Ti content exceeds the upper limit of the range of the present invention.

記号B19は、B含有量が本発明の範囲の下限を下回るため、HAZ靭性が不足した。
記号B20は、B含有量が本発明の範囲の上限を上回るため、鋼板の靭性が不足した。
記号B21は、N含有量が本発明の範囲の下限を下回るため、HAZ靭性が不足した。
記号B22は、N含有量が本発明の範囲の上限を上回るため、鋼板の靭性が不足した。
The symbol B19 had insufficient HAZ toughness because the B content was below the lower limit of the range of the present invention.
In the symbol B20, since the B content exceeds the upper limit of the range of the present invention, the toughness of the steel sheet was insufficient.
The symbol B21 had insufficient HAZ toughness because the N content was below the lower limit of the range of the present invention.
In symbol B22, since the N content exceeds the upper limit of the range of the present invention, the toughness of the steel sheet was insufficient.

記号B23は、RH真空脱ガス処理前における溶鋼中の酸素ポテンシャルOxpが本発明の範囲の下限を下回り、O含有量が本発明の範囲の下限を下回り、個数密度が不十分となったため、HAZ靭性が不足した。   The symbol B23 indicates that the oxygen potential Oxp in the molten steel before the RH vacuum degassing treatment is lower than the lower limit of the range of the present invention, the O content is lower than the lower limit of the range of the present invention, and the number density becomes insufficient. The toughness was insufficient.

記号B24は、RH真空脱ガス処理前における溶鋼中の酸素ポテンシャルOxpが本発明の範囲の上限を上回り、O含有量が本発明の範囲の上限を上回り、個数密度が不十分となったため、HAZ靭性が不足した。   Symbol B24 indicates that the oxygen potential Oxp in the molten steel before the RH vacuum degassing treatment exceeds the upper limit of the range of the present invention, the O content exceeds the upper limit of the range of the present invention, and the number density becomes insufficient. The toughness was insufficient.

記号B25は、溶接割れ感受性指数Pcmが本発明の範囲の上限を上回るため、溶接性が不足した。
記号B26は、溶接割れ感受性指数Pcmが本発明の範囲の下限を下回るため、引張強さが不足した。
The symbol B25 has insufficient weldability because the weld crack sensitivity index Pcm exceeds the upper limit of the range of the present invention.
The symbol B26 has a lack of tensile strength because the weld crack sensitivity index Pcm is below the lower limit of the range of the present invention.

記号B27は、RH真空脱ガス処理前における溶鋼中の酸素ポテンシャルOxpが本発明の範囲の下限を下回り、MnS面積率および個数密度が不十分となったため、HAZ靭性が不足した。   For symbol B27, the oxygen potential Oxp in the molten steel before the RH vacuum degassing treatment was below the lower limit of the range of the present invention, and the MnS area ratio and number density were insufficient, so the HAZ toughness was insufficient.

記号B28は、RH真空脱ガス処理前における溶鋼中の酸素ポテンシャルOxpが本発明の範囲の上限を上回り、MnS面積率および個数密度が不十分となったため、HAZ靭性が不足した。   For symbol B28, the oxygen potential Oxp in the molten steel before the RH vacuum degassing treatment exceeded the upper limit of the range of the present invention, and the MnS area ratio and number density were insufficient, so that the HAZ toughness was insufficient.

記号B29は、RH真空脱ガス処理前における溶鋼中の酸素ポテンシャルOxpが本発明の範囲の下限を下回り、MnS周長割合が不十分となり、HAZ靭性が不足した。
さらに、記号B30は、S含有量が本発明の範囲の下限を下回り、MnS面積率およびMnS周長割合が不十分となったため、HAZ靭性が不足した。
In symbol B29, the oxygen potential Oxp in the molten steel before the RH vacuum degassing treatment was below the lower limit of the range of the present invention, the MnS circumferential length ratio was insufficient, and the HAZ toughness was insufficient.
Further, in the symbol B30, the S content was below the lower limit of the range of the present invention, and the MnS area ratio and the MnS circumference ratio became insufficient, so that the HAZ toughness was insufficient.

1 鋼板
2 溶接ビード
3 2mmVノッチシャルピー試験片
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Steel plate 2 Weld bead 3 2mmV notch Charpy test piece

Claims (4)

化学組成が、質量%で、
C:0.05〜0.14%、
Si:0.10〜0.5%、
Mn:0.8〜1.8%、
P:0.015%以下、
S:0.001〜0.005%、
Al:0.003%以下、
Cu:0.30〜0.50%、
Ni:0.15〜0.50%、
Cr:0.30〜0.60%、
Nb:0.015〜0.045%、
Ti:0.005〜0.030%、
B:下記式(1)により示される範囲、
N:0.0020〜0.0050%、
O:0.0005〜0.0050%、
Mo:0〜0.40%、
V:0〜0.008%を含有し、
下記式(2)により定義される溶接割れ感受性指数Pcmの値が0.17〜0.24であり、
残部はFeおよび不純物であり、
鋼中にTi酸化物の周囲にMnSが存在する複合介在物を含み、
前記複合介在物の断面における前記MnSの面積率が10〜50%であり、
Ti系複合介在物の周長に占めるMnSの割合が10%以上であり、
粒径0.5〜5.0μmの前記複合介在物の個数密度が10〜40個/mmである、
引張強さ570MPa以上で、予熱無しで溶接が可能な板厚60mm以上の高張力厚鋼板。
0.0003≦[B%]≦0.0005+[Cu%]/1000+[Ni%]/500+[Mo%]/500・・・(1)
Pcm=[C%]+[Si%]/30+[Mn%]/20+[Cu%]/20+[Ni%]/60+[Cr%]/20+[Mo%]/15+[V%]/10+5×[B%]・・・(2)
式(1),(2)において[ ]付元素は、それぞれの元素の含有量(質量%)を表す。
Chemical composition is mass%,
C: 0.05 to 0.14%,
Si: 0.10 to 0.5%,
Mn: 0.8-1.8%
P: 0.015% or less,
S: 0.001 to 0.005%,
Al: 0.003% or less,
Cu: 0.30 to 0.50%,
Ni: 0.15-0.50%,
Cr: 0.30 to 0.60%,
Nb: 0.015 to 0.045%,
Ti: 0.005 to 0.030%,
B: a range represented by the following formula (1),
N: 0.0020 to 0.0050%,
O: 0.0005 to 0.0050%,
Mo: 0 to 0.40%,
V: 0 to 0.008%,
The value of the weld crack sensitivity index Pcm defined by the following formula (2) is 0.17 to 0.24,
The balance is Fe and impurities,
Including a composite inclusion in which MnS is present around Ti oxide in the steel;
The area ratio of MnS in the cross section of the composite inclusion is 10 to 50%,
The proportion of MnS in the circumference of the Ti-based composite inclusion is 10% or more,
The number density of the composite inclusions having a particle size of 0.5 to 5.0 μm is 10 to 40 pieces / mm 2 .
A high-tensile steel plate with a tensile strength of 570 MPa or more and a thickness of 60 mm or more that can be welded without preheating.
0.0003 ≦ [B%] ≦ 0.0005 + [Cu%] / 1000+ [Ni%] / 500+ [Mo%] / 500 (1)
Pcm = [C%] + [Si%] / 30+ [Mn%] / 20+ [Cu%] / 20+ [Ni%] / 60+ [Cr%] / 20+ [Mo%] / 15+ [ V%] / 10 + 5 × [B%] (2)
In formulas (1) and (2), the elements with [] represent the content (% by mass) of each element.
さらに、Mo:0.03〜0.4質量%を含有する、請求項1に記載の高張力厚鋼板。   Furthermore, the high-tensile steel plate of Claim 1 containing Mo: 0.03-0.4 mass%. 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10〜30ppmとし、
RH真空脱ガス処理において化学組成を調整して溶鋼を製造し、
該溶鋼を用いて連続鋳造法により鋳片を製造し、
該鋳片を1050〜1250℃の温度に加熱および均熱してから、800〜900℃にて所定の板厚に仕上げるように熱間圧延を行い、熱間圧延の直後に焼入れをする、請求項1または2に記載の高張力厚鋼板の製造方法。
Before the RH vacuum degassing treatment, the oxygen potential in the molten steel is 10 to 30 ppm,
In the RH vacuum degassing process, the chemical composition is adjusted to produce molten steel,
A slab is produced by continuous casting using the molten steel,
The slab is heated and soaked to a temperature of 1050 to 1250 ° C, and then hot-rolled to a predetermined thickness at 800 to 900 ° C, and quenched immediately after hot rolling. A method for producing a high-tensile thick steel plate according to 1 or 2.
前記焼入れを行った後に、350〜550℃の温度で焼戻しを行う、請求項3に記載の高張力厚鋼板の製造方法。   The method for producing a high-tensile thick steel plate according to claim 3, wherein tempering is performed at a temperature of 350 to 550 ° C after the quenching.
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