JP2019131852A - MANUFACTURING METHOD OF HIGH Ni THICK STEEL SHEET - Google Patents

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貴之 大塚
Takayuki Otsuka
貴之 大塚
森 敬祐
Keisuke Mori
敬祐 森
恭平 松本
Kyohei Matsumoto
恭平 松本
寿啓 石橋
Toshihiro Ishibashi
寿啓 石橋
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Abstract

To provide a high Ni thick steel sheet less in surface stock removal amount and less in burn out after a heat treatment, and a manufacturing method therefor.SOLUTION: A slab having a chemical component constituted by, by mass%, C:0.03 to 0.10%, Si:0.02 to 1.5%, Mn:0.1 to 2.0%, Ni:2.0 to 10%, P:0.005% or less, S:0.002% or less and the balance Fe with inevitable impurities is heated, then no homogenization treatment is conducted, or holding temperature is set at 1200°C or lower and heating time with 10 hr. or less when the homogenization treatment is conducted, rough rolling with draft ratio by 2 is conducted, an intermediate heating at a temperature of 1180°C to 1250°C for 1.5 hr to 5 hr. is conducted and then finish rolling is conducted.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本発明は、高Ni厚鋼板の製造方法に関する。   The present invention relates to a method for producing a high Ni thick steel plate.

高Ni厚鋼板は、造船、橋梁、建築、海洋構造物、圧力容器、タンク、ラインパイプ、液化天然ガスの貯蔵用タンクなどの用途に使用されている。特に、高Ni厚鋼板は、液化天然ガスの貯蔵用タンクにおけるような、−160℃以下の極低温での靱性が要求される用途に使用することが有効である。このような高Ni厚鋼板の製造方法として特許文献1〜9に記載されるような鋼板の製造方法が開示されている。   High Ni thick steel plates are used in applications such as shipbuilding, bridges, architecture, offshore structures, pressure vessels, tanks, line pipes, liquefied natural gas storage tanks, and the like. In particular, it is effective to use the high Ni thick steel plate for applications requiring toughness at a cryogenic temperature of −160 ° C. or lower, such as in a storage tank for liquefied natural gas. As a method for producing such a high Ni thick steel plate, a method for producing a steel plate as disclosed in Patent Documents 1 to 9 is disclosed.

高Ni厚鋼板を含め、厚鋼板を製造する際には、圧延成形後にしばしば、焼なまし(焼鈍)、焼戻し、焼入れ等の熱処理と呼ばれる工程を経るが、これは残留応力除去や組織制御などの材質を調整することを目的としている。   When manufacturing thick steel plates, including high Ni thick steel plates, they are often subjected to processes called heat treatments such as annealing (annealing), tempering, and quenching after rolling, but this includes residual stress removal and structure control. The purpose is to adjust the material.

熱処理工程においては、加熱温度や冷却速度を制御することで所望の強度や成形性等の機械的性質を得るが、熱処理方法によっては、望まない残留応力が発生することなどにより、形状や寸法が変化し、格落ちとなる場合がある。   In the heat treatment process, the mechanical properties such as desired strength and formability are obtained by controlling the heating temperature and cooling rate, but depending on the heat treatment method, the shape and dimensions may be reduced due to the generation of unwanted residual stress. It can change and be disqualified.

このような課題に対し、例えば特許文献10には、押し付けロールによる形状矯正をしながら熱処理を行う方法が示されており、熱処理を施すことによって発生する板の反り等の形状変化に対応している。また、特許文献11には、熱処理前にプレス矯正を行う方法が示されている。   For such a problem, for example, Patent Document 10 shows a method of performing a heat treatment while correcting the shape with a pressing roll, and corresponds to a shape change such as a warp of a plate generated by the heat treatment. Yes. Patent Document 11 discloses a method of performing press correction before heat treatment.

しかしながら、これらの方法では、熱処理による板の反り、たわみ、捻じれ等の変形による形状変化には対応できるものの、あくまでも矯正であるので、加熱および冷却時の相変態による、板幅、板厚、板長自体が大きく変化する寸法変化には対応できず、しばしば切削研磨等の鋼板の機械的手入れ工程の追加や格落ち(不良品)となっていた。   However, in these methods, although it is possible to cope with the shape change due to deformation such as warpage of the plate due to heat treatment, deflection, torsion, etc., it is only correction, so plate width, plate thickness, due to phase transformation during heating and cooling, It was not possible to cope with dimensional changes in which the plate length itself changed greatly, and often resulted in the addition of mechanical care processes for steel plates such as cutting and polishing, and disqualification (defective products).

特許文献12には、所定の板寸法に切断する機能を熱処理工程に追加することで、板寸法が変化した際にも対応が可能なようになっている。
しかしながら、特許文献12の技術によっても、熱処理により設計予定の大きさより板が収縮した場合は、足りない長さを補うことができず、やはり歩留りの悪化につながっていた。
In Patent Document 12, a function of cutting to a predetermined plate size is added to the heat treatment step, so that it is possible to cope with changes in the plate size.
However, even with the technique of Patent Document 12, when the plate contracts from the planned size due to heat treatment, the insufficient length cannot be compensated for, and the yield is also deteriorated.

特開平09−143557号公報JP 09-143557 A 特開2016−183387号公報JP, 2006-183387, A 特開2014−34708号公報JP 2014-34708 A 特開2011−241419号公報JP 2011-241419 A 特開2011−219849号公報JP 2011-219849 A 特開平7−316654号公報JP 7-316654 A 国際公開第2010/038470号International Publication No. 2010/038470 国際公開第2012/005330号International Publication No. 2012/005330 国際公開第2013/046357号International Publication No. 2013/046357 特開2005−230914号公報JP 2005-230914 A 特開2005−226106号公報JP-A-2005-226106 特開2001−25810号公報JP 2001-25810 A

相変態を伴う熱処理によって板寸法が変化する現象は、古くから知られていた。例えば、焼入れによって生じるマルテンサイト相は、フェライト相やパーライト相に比べて密度が低いため、全体的に体積が膨張する。一方、加熱により、オーステナイト化する場合は、逆に体積が収縮する。   The phenomenon that the plate dimensions change due to heat treatment accompanied by phase transformation has been known for a long time. For example, the martensite phase generated by quenching has a lower density than the ferrite phase and the pearlite phase, and thus the volume expands as a whole. On the other hand, when austenite is formed by heating, the volume shrinks.

加熱と冷却を行う熱処理過程において、この膨張と収縮はほぼ発生する。その際に、熱処理中に発生する膨張量と収縮量が最終的に相殺され、熱処理後にほぼゼロとなれば、熱処理前の寸法と、熱処理工程を経た後の寸法がほとんど変化しないことになるが、実際はそのようなことは稀である。   In the heat treatment process in which heating and cooling are performed, this expansion and contraction almost occur. At that time, if the amount of expansion and contraction generated during the heat treatment is finally offset and becomes substantially zero after the heat treatment, the dimensions before the heat treatment and the dimensions after the heat treatment step will hardly change. In fact, this is rare.

さらに、厚鋼板の熱処理過程において、合金元素として含まれるNi量が高い、高Ni厚鋼板を熱処理する場合に、「焼減り」と呼ばれる板厚が顕著に減少する現象があり、歩留りの悪化につながっていた。そのため、熱処理工程を経ても、寸法変化の少ない高Ni厚鋼板の製造方法が求められていた。   Furthermore, in the heat treatment process of thick steel plates, when heat-treating high Ni thick steel plates that contain a high amount of Ni as an alloying element, there is a phenomenon that the plate thickness called “burn-out” is significantly reduced, resulting in poor yield. It was connected. Therefore, there has been a demand for a method for producing a high Ni thick steel plate with little dimensional change even after the heat treatment step.

特許文献7〜9には、それぞれ、Niの偏析が少ない高Ni厚鋼板とその製造方法が記載されている。この特許文献7〜9に記載された製造方法によれば、焼き減りの少ない高Ni厚鋼板を製造することができた。しかしながら、特許文献7〜9に記載された製造方法では、熱間粗圧延前に、鋳造したスラブ(鋳片)に対し、1250℃以上の高温で長時間、均質化処理(ソーキング)を施す必要がある。   Patent Documents 7 to 9 each describe a high Ni thick steel plate with little Ni segregation and a method for producing the same. According to the manufacturing methods described in Patent Documents 7 to 9, it was possible to manufacture a high Ni thick steel plate with little burn-out. However, in the manufacturing methods described in Patent Documents 7 to 9, it is necessary to homogenize (soak) the cast slab (slab) at a high temperature of 1250 ° C. or higher for a long time before hot rough rolling. There is.

粗圧延前の均質化処理(均熱処理、ソーキング)が1250℃以上の高温で長時間行われると、高Ni厚鋼板の表面には、しばしば多量のスケール(酸化物)が生成する。厚鋼板に限らず、高Ni鋼のこのスケールは、地金に強固に密着しているため、圧延ラインにおけるデスケーリングでも完全には除去できない。スケールが残ると、焼入れ後に鋼板の表面に疵が残る場合が多い。このとき、表面を酸洗や機械研削により研削する必要があるため、通常は要求の製品厚よりも厚めに製造し、表面研削を行っても下限板厚を下回らないように工夫している。このため、歩留りが悪化しているという実態がある。   When the homogenization treatment (rough heat treatment, soaking) before rough rolling is performed at a high temperature of 1250 ° C. or higher for a long time, a large amount of scale (oxide) is often generated on the surface of the high Ni thick steel plate. This scale of high Ni steel is not limited to the thick steel plate, and is firmly adhered to the metal, and therefore cannot be completely removed even by descaling in the rolling line. If the scale remains, wrinkles often remain on the surface of the steel sheet after quenching. At this time, since it is necessary to grind the surface by pickling or mechanical grinding, it is usually devised so that it is manufactured to be thicker than the required product thickness and the surface thickness is not less than the lower limit plate thickness. For this reason, there is the actual situation that the yield has deteriorated.

本発明は、上記実情に鑑み、高Ni厚鋼板表面に多量のスケールを生成させず、熱処理後に、焼減りが少ない高Ni厚鋼板およびその製造方法を提供することを課題とする。   In view of the above circumstances, an object of the present invention is to provide a high Ni thick steel plate and a method for manufacturing the same, which does not generate a large amount of scale on the surface of the high Ni thick steel plate and is less burned out after heat treatment.

上記の課題を解決するための本発明の要旨は次の通りである。
(1)質量%で、
C:0.03〜0.10%、
Si:0.02〜1.5%、
Mn:0.1〜2.0%、
Ni:2.0〜10%、
P:0.005%以下、
S:0.002%以下および残部がFeおよび不可避的不純物で構成される化学成分を有するスラブを加熱し、
その後、均質化処理を行わないか、均質化処理を行う場合は、保持温度1200℃以下、かつ、加熱時間10時間以下とし、
圧下比が少なくとも2まで粗圧延を行い、
1180℃以上1250℃以下の温度で1.5時間以上5時間以下の中間加熱を行い、
その後に仕上げ圧延を行うことを特徴とする高Ni厚鋼板の製造方法。
(2)前記スラブが、前記Feの一部に代えて、質量%で、
Ti:0.1%以下、
Nb:0.1%以下、
B:0.01%以下、
Cr:1.5%以下、
Cu:1.0%以下、
の1種、または2種以上を含有することを特徴とする(1)に記載の高Ni厚鋼板の製造方法。
(3)前記スラブが、前記Feの一部に代えて、質量%で、
Mo:1.0%以下、
W:0.5%以下、
V:0.5%以下、
の1種、または2種以上を含有することを特徴とする(1)または(2)に記載の高Ni厚鋼板の製造方法。
(4)前記スラブが、前記Feの一部に代えて、質量%で、
Al:0.05%以下、
を含有することを特徴とする(1)〜(3)のいずれか1つに記載の高Ni厚鋼板の製造方法。
The gist of the present invention for solving the above problems is as follows.
(1) In mass%,
C: 0.03-0.10%,
Si: 0.02 to 1.5%,
Mn: 0.1 to 2.0%,
Ni: 2.0 to 10%
P: 0.005% or less,
S: heating a slab having a chemical composition composed of 0.002% or less and the balance being Fe and inevitable impurities;
Thereafter, when the homogenization process is not performed or when the homogenization process is performed, the holding temperature is 1200 ° C. or less and the heating time is 10 hours or less.
Rough rolling to a reduction ratio of at least 2;
Intermediate heating is performed at a temperature of 1180 ° C. to 1250 ° C. for 1.5 hours to 5 hours,
A method for producing a high-Ni thick steel plate, which is followed by finish rolling.
(2) The slab is replaced by a part of the Fe in mass%,
Ti: 0.1% or less,
Nb: 0.1% or less,
B: 0.01% or less,
Cr: 1.5% or less,
Cu: 1.0% or less,
1 or 2 types or more, The manufacturing method of the high Ni thick steel plate as described in (1) characterized by the above-mentioned.
(3) The slab is replaced by a part of the Fe in mass%,
Mo: 1.0% or less,
W: 0.5% or less,
V: 0.5% or less,
The method for producing a high Ni thick steel plate according to (1) or (2), comprising one or more of the above.
(4) The slab is replaced by a part of the Fe in mass%,
Al: 0.05% or less,
The manufacturing method of the high Ni thick steel plate as described in any one of (1)-(3) characterized by containing.

本発明によれば、均質化処理を施さないか、最小限に抑えることにより、スケールが少ないことから、スケールに由来する表面のスケール疵が少ないため研削量が少なく、かつ、熱処理後に、焼減りが少ない高Ni厚鋼板の製造方法を提供することができる。これにより、本発明においては、粗圧延前の均質化処理(ソーキング処理)と、スケール疵対策としての板厚を余分に付与することが無くなり、さらにスケール疵自体で格落ちする可能性も低下し、低コスト化、高生産性化が図ることができる。   According to the present invention, the homogenization treatment is not performed or minimized, so that the scale is small, so that the amount of grinding is small because the scale wrinkles on the surface derived from the scale is small, and after the heat treatment, it is burned out. It is possible to provide a method for producing a high-Ni thick steel plate with a small amount. As a result, in the present invention, the homogenization process before rough rolling (soaking process) and an extra sheet thickness as a measure against scale wrinkles are eliminated, and the possibility that the scale wrinkles themselves will be degraded is also reduced. Cost reduction and high productivity can be achieved.

板厚方向に合金元素が層状の濃度分布を有する鋼板において、加熱過程での各層の変形過程を説明する図である。It is a figure explaining the deformation | transformation process of each layer in a heating process in the steel plate which has a layered density distribution of an alloy element in the sheet thickness direction. 本発明の工程と従来の温度工程の差異((A)従来技術、(B)本発明)を説明する図である。It is a figure explaining the difference ((A) prior art, (B) this invention) of the process of this invention, and the conventional temperature process.

本発明者が高Ni厚鋼板の焼減りについて鋭意検討した結果、焼減りは凝固時のミクロ偏析が起因となってできるバンド組織に由来することが解明された。   As a result of intensive studies on the wear-out of the high-Ni thick steel sheet, the present inventors have clarified that the wear-out is derived from a band structure caused by microsegregation during solidification.

この解明の経緯について説明する。
特に合金元素として多量にNiを含む高Ni厚鋼板において、例えばオーステナイトが生成し始める温度であるAc1以上に加熱する熱処理を施した際に、熱処理前後の寸法変化が顕著である。寸法が変化する方向について調べたところ、板幅方向、板厚方向、板長方向のうち、特に焼減りを起こす板厚方向での寸法変化が顕著であり、板幅方向、板長方向では、どちらも板厚方向の変化の半分程度の寸法変化であった。
The process of this elucidation will be explained.
Particularly, in a high Ni thick steel sheet containing a large amount of Ni as an alloy element, for example, when heat treatment is performed to heat to Ac1 or higher, which is a temperature at which austenite starts to be generated, the dimensional change before and after the heat treatment is significant. Examining the direction in which the dimensions change, among the plate width direction, plate thickness direction, plate length direction, especially the dimensional change in the plate thickness direction causing burnout is significant, in the plate width direction, plate length direction, In both cases, the dimensional change was about half of the change in the plate thickness direction.

そこで、本発明者は、板幅方向、板長方向の寸法変化が比較的小さく、同じ程度であるのに対し、熱処理後に板厚方向だけに顕著に寸法変化が発生する理由を解明するため、高Ni厚鋼板の各部において詳細な元素分析を行った。
その結果、従来通常の高Ni厚鋼板は、板厚方向に、Niの濃度が高い濃化層と、上記濃度が低い欠乏層が、繰り返しミクロに積層されて構成されているバンド組織となっていることが明らかとなった。このバンド組織は、特に、本発明が対象とするような厚鋼板では、さらに顕著に形成されやすくなっていた。また、焼減りが起こった熱処理後においても、このバンド組織はそのまま残留していた。
Therefore, in order to elucidate the reason why the dimensional change significantly occurs only in the plate thickness direction after heat treatment, while the dimensional change in the plate width direction and the plate length direction is relatively small and the same level, Detailed elemental analysis was performed on each part of the high Ni thick steel plate.
As a result, the conventional high Ni thick steel sheet has a band structure in which a concentrated layer having a high Ni concentration and a deficient layer having a low concentration are repeatedly laminated in the thickness direction. It became clear that This band structure is more easily formed particularly in a thick steel plate as a target of the present invention. In addition, this band structure remained as it was even after the heat treatment in which burnout occurred.

バンド組織は、いってみれば、ある程度、板幅方向、板長方向に均一な濃度を有する薄い層が、複数、板厚方向に積層しているような構造をとっている。すなわち、板幅方向、板長方向では、Niの濃度変化が乏しいのに対し、板厚方向では、場所によるNiの濃度変化が著しい。   The band structure has a structure in which a plurality of thin layers having a uniform concentration in the plate width direction and the plate length direction are stacked in the plate thickness direction to some extent. That is, the change in the Ni concentration is poor in the plate width direction and the plate length direction, while the change in the Ni concentration depending on the location is significant in the plate thickness direction.

Niの濃度変化が乏しい板幅方向、板長方向では、熱処理前後の寸法変化が比較的小さいことから、板厚方向への寸法変化が大きいのは、この板厚方向へのNiの濃度変化(濃化層と欠乏層の存在)が原因となり、熱処理時の変態あるいは逆変態時に、ある一つのNiの濃化層とその隣のNi濃度の異なる層で相変態のタイミングがずれるため、変態膨張あるいは収縮によるひずみを補償するために生じる塑性変形が起因していると考えられた。   In the plate width direction and the plate length direction where the Ni concentration change is poor, the dimensional change before and after the heat treatment is relatively small. Therefore, the dimensional change in the plate thickness direction is large because the Ni concentration change in the plate thickness direction ( Due to the presence of a concentrated layer and a depleted layer), and during transformation or reverse transformation at the time of heat treatment, the phase transformation timing is shifted between one Ni concentrated layer and the adjacent layer having a different Ni concentration. Or it was thought that the plastic deformation which arises in order to compensate the distortion by shrinkage was caused.

この点についてさらに説明する。
図1に示すLを最も低い温度で相変態する層とする。加熱昇温していくと、積層した各濃化層および各非濃化層(欠乏層)の組成が各々異なることから、各層が実際に相変態する温度には差が生じる。すなわち、昇温の際に、低い温度で先に相変態して収縮する層Lと、高い温度で後から相変態して収縮する層L〜Lが生じ、各層の相変態と、相変態による寸法変化にタイムラグが生じる。そのため、図1(A)の矢印の長さ、L収縮量1、L収縮量2で表現したように、寸法の収縮度合いにLとLで差が生じる。相変態による体積変化は大きいため、最も相変態温度が低く、加熱昇温過程で先に相変態する層Lにおいて相変態が起こると、L収縮力3により、板長方向、板幅方向、板厚方向に長さが収縮しようとする(図1(B)参照)。しかしながら、Lの隣の層Lはまだ相変態を起こしていないので、層Lも、それほど板長方向、板幅方向には長さが収縮できない。なぜなら、層Lが収縮しようとしても、長さが変化していない隣の層LからLへの拘束力4に拘束されて、板長方向、板幅方向の長さを変化させることが困難になるからである。そのため、先に相変態した層Lの実際のL収縮力5は、拘束されている板長方向、板幅方向以外の残る方向である、板厚方向に働くので、この方向に主に収縮し(図1(C)参照)、本来収縮すべき量より板長方向、板幅方向は長い長さのままでLの相変態は完了する。その後温度が上昇し、Lが相変態し、板長方向、板幅方向に収縮しようとしても、今度は、本来収縮すべき量より板長方向、板幅方向は長い長さのままであるLに拘束されて、この方向に十分に収縮することができず、LはLと同様に板厚方向に過剰に収縮すると考えられる。このような加熱過程の寸法変化により、各層の収縮は板厚方向に起こりやすく、全体としても、板厚方向に大きく収縮すると考えられる。冷却降温時には、逆に膨張力が働くが、同様に各層に拘束力が働くことによって、板厚方向の変化が大きくなると考えられた。
なお、図1においては説明の便宜上、最表層のLを最も低い温度で相変態する層としたが、必ずしも、最表層が、最も低い温度で相変態する層ではない。また、各層の変態の順番は、製造条件や成分によって異なるために、特段規則性を有するものでもない。
This point will be further described.
L 1 shown in FIG. 1 is a layer that undergoes phase transformation at the lowest temperature. As the temperature is raised by heating, the composition of each concentrated layer and each non-concentrated layer (deficient layer) that are stacked is different, so that there is a difference in the temperature at which each layer actually undergoes phase transformation. That is, when the temperature increase, a layer L 1 to phase transformation to shrink earlier at low temperatures, result in a layer L 2 ~L N to contract in phase transformation later at high temperatures, and phase transformation of each layer, There is a time lag in dimensional changes due to phase transformation. Therefore, the arrow length in FIG. 1 (A), as represented by L 1 contraction of 1, L 2 shrinkage of 2, difference occurs in L 1 and L 2 in the contraction degree of the dimension. Since the volume change due to the phase transformation is large, the phase transformation temperature is the lowest, and when the phase transformation occurs in the layer L 1 that undergoes the first phase transformation in the heating and heating process, the L 1 contraction force 3 causes the plate length direction and the plate width direction. The length tends to shrink in the plate thickness direction (see FIG. 1B). However, since no cause layer L 2 Hamada phase transformation of the adjacent L 1, layer L 1 may also less plate length direction, can not be contracted in length in the sheet width direction. This is because even if the layer L 1 is contracted, the length in the plate length direction and the plate width direction is changed by being restrained by the restraining force 4 from the adjacent layer L 2 to L 1 whose length has not changed. This is because it becomes difficult. For this reason, the actual L 1 contraction force 5 of the layer L 1 that has undergone phase transformation works in the plate thickness direction, which is the remaining direction other than the plate length direction and the plate width direction that are constrained. deflated (see FIG. 1 (C)), the amount from Itacho direction to be originally shrinkage phase transformation of L 1 remains in the plate width direction is longer length is completed. Thereafter, the temperature rises, L 2 undergoes phase transformation, and attempts to shrink in the plate length direction and the plate width direction, this time, the plate length direction and the plate width direction remain longer than the amount that should be shrunk. Constrained by L 1 , it is not possible to sufficiently contract in this direction, and L 2 is considered to contract excessively in the plate thickness direction like L 1 . Due to such a dimensional change during the heating process, the shrinkage of each layer is likely to occur in the thickness direction, and as a whole, it is considered that the shrinkage is greatly reduced in the thickness direction. On the contrary, the expansion force works at the time of cooling and cooling, but it is thought that the change in the plate thickness direction becomes large by the binding force acting on each layer.
For convenience of explanation in FIG. 1, although a layer of phase transformation to L 1 in the outermost layer at the lowest temperatures, necessarily, the outermost layer is not a layer which phase transformation at the lowest temperatures. In addition, the order of transformation of each layer differs depending on the production conditions and components, and therefore does not have special regularity.

そこで、この板厚方向への合金元素の濃度変化を把握するために、最大濃度と最小濃度との比で評価したNiミクロ偏析度として、Niの濃度変化を分析した。   Therefore, in order to grasp the concentration change of the alloy element in the plate thickness direction, the Ni concentration change was analyzed as the Ni microsegregation degree evaluated by the ratio between the maximum concentration and the minimum concentration.

その結果、Niミクロ偏析度の大きな高Ni厚鋼板を熱処理すると、熱処理前後で、板厚方向に大きな寸法変化、すなわち焼減りが起こることが明らかとなった。
そのため、Niミクロ偏析度を小さくし、あるいは、Niのミクロ偏析を無くしてバンド組織を解消すれば、焼減りも無くなると考えられた。
実際に、特許文献7〜9には、Niの偏析が少ない高Ni厚鋼板が記載されているが、このような偏析の少ない高Ni厚鋼板を熱処理した結果、焼減りが低減されていることが確認された。なお、本発明でいう「ミクロ偏析」とは、いわゆる鋳造のマクロ偏析ではないという趣旨の意味であって、組織のオーダーが必ずしもミクロンオーダーであるという意味ではない。
As a result, it has been clarified that when a high Ni thick steel plate having a large Ni micro-segregation degree is heat-treated, a large dimensional change, that is, burn-out occurs in the thickness direction before and after the heat treatment.
For this reason, it is considered that if the Ni microsegregation degree is reduced or the band structure is eliminated by eliminating the Ni microsegregation, the burnout is also eliminated.
In fact, Patent Documents 7 to 9 describe a high Ni thick steel plate with little Ni segregation, but as a result of heat-treating such a high Ni thick steel plate with little segregation, the burn-out is reduced. Was confirmed. The term “micro segregation” in the present invention means that it is not so-called macro segregation of casting, and does not necessarily mean that the order of the structure is micron order.

以下本発明について詳細に説明する。本発明の高Ni厚鋼板は、板厚4mm以上の鋼板である。より好ましくは6mm以上の厚さの鋼板である。   The present invention will be described in detail below. The high Ni thick steel plate of the present invention is a steel plate having a thickness of 4 mm or more. More preferably, it is a steel plate having a thickness of 6 mm or more.

本発明に規定する各製造条件の限定理由を説明する。
最初に本発明の高Ni厚鋼板の製造方法の製造工程の条件について説明する。本発明の製造工程の条件は、Niのミクロ偏析を低減(バンド組織を低減)させ、それにより焼減りを防止させるためのものである。
The reason for limitation of each manufacturing condition prescribed | regulated to this invention is demonstrated.
Initially, the conditions of the manufacturing process of the manufacturing method of the high Ni thick steel plate of this invention are demonstrated. The manufacturing process conditions of the present invention are for reducing microsegregation of Ni (reducing the band structure) and thereby preventing burning.

後述する本発明に限定する化学成分を有するスラブに、熱間圧延を施して高Ni厚鋼板を製造する。熱間圧延に供するスラブは、連続鋳造や鋳造、分塊圧延により得たものでよいが、それらに熱間加工または冷間加工を加えたものであってもよい。
本発明の高Ni厚鋼板の製造方法において、特徴となる製造条件は以下の熱間圧延工程である。
A high Ni thick steel plate is manufactured by hot rolling a slab having a chemical component limited to the present invention described later. The slab to be subjected to hot rolling may be obtained by continuous casting, casting, or ingot rolling, but may be obtained by adding hot working or cold working to them.
In the method for producing a high Ni thick steel plate according to the present invention, a characteristic production condition is the following hot rolling step.

(均質化処理:行わないか、保持温度1200℃以下、かつ、加熱時間10時間以下)
焼減りの原因となるバンド組織は、スラブや鋼材を、従来技術として図2(A)に示すスラブソーキング(均質化処理)条件のように、所定の高温以上に所定の長時間以上保つことで無くすことができる。
本発明の条件で、粗圧延と仕上げ圧延を行えば、均質化処理を行わなくてもNiの濃化層(バンド組織)は解消することができる。しかし、脱水素やポロシティと呼ばれる空隙の低減が必要な場合には、均質化処理が有効である。粗圧延前に生成するスケールの量は高温、長時間となるにつれて増加する。このため、粗圧延前の均質化処理を保持温度1200℃超、または、加熱時間10時間超で行うと、スケールが多くなる。これを抑制するために、均質化処理を行う場合は、図2(B)に示すスラブソーキング条件のように、保持温度1200℃以下、かつ、加熱時間10時間以下とすることにより、温度×時間を低くし、スケールの発生を低減させる。なお、均質化処理を行う場合の保持温度は、通常通り900℃以上が好ましく、1000℃以上がより好ましい。
このようにスラブ段階での均質化処理が低温化、短時間化すれば、鋼板の表面に生成するスケールが薄くなるため、圧延ラインでのデスケーリングによって除去可能となり、スケール疵起因の歩留り悪化を防ぐことが可能となる。粗圧延前の均質化処理(ソーキング)が、本発明のような低温かつ短時間条件でない通常通りの条件の場合は、しばしば高Ni鋼の場合には圧延ラインにおけるデスケーリングでスケールが完全には除去できず、焼入れ後に表面疵として残る。
(Homogenization treatment: not performed, holding temperature 1200 ° C. or less, and heating time 10 hours or less)
The band structure that causes burnout can be achieved by maintaining slabs and steel materials at a predetermined high temperature or higher for a predetermined long period of time as in the prior art, as in the slab soaking (homogenization) condition shown in FIG. It can be lost.
If rough rolling and finish rolling are performed under the conditions of the present invention, the Ni concentrated layer (band structure) can be eliminated without homogenization. However, homogenization is effective when it is necessary to reduce voids called dehydrogenation or porosity. The amount of scale generated before rough rolling increases with increasing temperature and time. For this reason, if the homogenization treatment before rough rolling is performed at a holding temperature of over 1200 ° C. or a heating time of over 10 hours, the scale increases. In order to suppress this, when homogenization is performed, the temperature x time is set by setting the holding temperature to 1200 ° C. or less and the heating time to 10 hours or less as in the slab soaking conditions shown in FIG. To reduce the occurrence of scale. In addition, 900 degreeC or more is preferable normally, and the holding temperature in the case of performing a homogenization process has more preferable 1000 degreeC or more.
In this way, if the homogenization process at the slab stage is reduced in temperature and time is reduced, the scale generated on the surface of the steel sheet becomes thinner. It becomes possible to prevent. When the homogenization treatment (soaking) before rough rolling is a normal condition that is not a low temperature and short time condition as in the present invention, the scale is not completely scaled by descaling in the rolling line, often in the case of high Ni steel. It cannot be removed and remains as a surface defect after quenching.

一方で、均質化処理を行わないか、均質化処理を低温、短時間とすると、そのままでは、Niのミクロ偏析が十分に低減しない。そこで、本発明においては、Niのミクロ偏析の拡散、低減を、粗圧延と、さらに、粗圧延と仕上げ圧延の間の中間加熱によって行う。   On the other hand, if the homogenization process is not performed or the homogenization process is performed at a low temperature for a short time, the Ni microsegregation is not sufficiently reduced as it is. Therefore, in the present invention, Ni microsegregation is diffused and reduced by rough rolling and further intermediate heating between rough rolling and finish rolling.

(粗圧延:圧下比が少なくとも2)
本発明において、ここでいう圧下比とは、スラブ厚と粗圧延後の板厚との比である。本発明では、粗圧延後、仕上げ圧延前に後述する加熱処理(中間加熱)を施すため、ここでいう圧下比とは、言い換えると、スラブ厚と中間加熱前の板厚との比ということもできる。
バンド組織を形成するNiの濃化層の拡散(偏析拡散)に必要な温度と時間は、偏析の濃度とバンド間隔(拡散距離)に依存する。偏析の濃度は鋳造時に決定されるものであるが、バンド間隔は圧延によって短距離化が可能であり、粗圧延後に後述する中間加熱を行うことで効率的に偏析拡散が可能となる。
すなわち、粗圧延において、中間加熱を行う前に、圧下比が少なくとも2まで粗圧延を行う。これにより、バンド組織におけるNiの濃度が高い層(Ni濃化層)の間隔を狭くできる。その結果、均質化するためのNiの拡散距離が短くなるため、後述する中間加熱条件を、低温化、短時間化(但し、バンド組織を低減できる程度には高温、長時間であるように)できる。
圧下比が2未満であると、粗圧延において、Niの拡散が十分に促進されず、Niが偏析してバンド組織が形成される。その結果、焼減りを低減できない。そのため、圧下比を2以上とした。圧下比の上限については特に限定しないが、製造施設の運用上、20以下とすることが好ましい。
(Rough rolling: reduction ratio is at least 2)
In the present invention, the reduction ratio here refers to the ratio between the slab thickness and the plate thickness after rough rolling. In the present invention, after the rough rolling and before the finish rolling, the heat treatment described later (intermediate heating) is performed, so the reduction ratio here is, in other words, the ratio between the slab thickness and the plate thickness before intermediate heating. it can.
The temperature and time required for the diffusion (segregation diffusion) of the Ni concentrated layer forming the band structure depend on the concentration of segregation and the band interval (diffusion distance). The segregation concentration is determined at the time of casting, but the band interval can be shortened by rolling, and segregation and diffusion can be efficiently performed by performing intermediate heating described later after rough rolling.
That is, in the rough rolling, before the intermediate heating is performed, the rolling is performed until the reduction ratio is at least 2. Thereby, the space | interval of the layer (Ni concentrated layer) with high Ni density | concentration in a band structure | tissue can be narrowed. As a result, since the diffusion distance of Ni for homogenization is shortened, the intermediate heating conditions described later are reduced in temperature and shortened (however, as long as the band structure can be reduced, the temperature is increased as long as possible). it can.
When the rolling ratio is less than 2, Ni is not sufficiently promoted in rough rolling, and Ni is segregated to form a band structure. As a result, burn-out cannot be reduced. Therefore, the reduction ratio is set to 2 or more. The upper limit of the reduction ratio is not particularly limited, but is preferably 20 or less for the operation of the manufacturing facility.

粗圧延前の加熱は、粗圧延が可能な温度まで行う。粗圧延が行えればよいので、前述のように、その前の均質化処理(ソーキング)は行わなくて良いか少なくとも短時間、低温で済む。均質化処理がマイルドになる分、コストダウンと、品質向上が図れる。粗圧延直前のスラブ温度は、通常通り、950℃以上、1230℃以下とすることが好ましい。加熱温度があまり高すぎると、スケールの生成が増加するためである。加熱時間はスラブの大きさに応じて適宜決定すればよい。   Heating before rough rolling is performed up to a temperature at which rough rolling is possible. As long as rough rolling can be performed, as described above, the previous homogenization treatment (soaking) may not be performed or at least at a low temperature for a short time. As the homogenization process becomes milder, costs can be reduced and quality can be improved. As usual, the slab temperature immediately before rough rolling is preferably 950 ° C. or more and 1230 ° C. or less. This is because when the heating temperature is too high, scale generation increases. What is necessary is just to determine a heating time suitably according to the magnitude | size of a slab.

(粗圧延と仕上げ圧延の間の中間加熱:1180℃以上1250℃以下の温度で1.5時間以上、5時間以下)
圧下比を2以上とした粗圧延後に中間加熱を行い、粗圧延と中間加熱の相乗効果によりバンド組織を低減させる。粗圧延と仕上げ圧延の間において、1180℃以上1250℃以下の温度で1.5時間以上、5時間以下加熱する、中間加熱を施すことは、バンド組織を低減し、焼減りを防止するために重要な工程である。通常、この成分系の鋼(高Ni鋼)の中間加熱は、偏析を拡散させるためではないので、通常は、本発明のような、高温長時間では行わない。
この中間加熱において、加熱温度が1180℃未満、または、加熱時間が1.5時間未満の場合、Niの拡散が十分に促進されず、Niが偏析してバンド組織が形成されるため、焼減りを低減できない。そのため、1180℃以上の温度で1.5時間以上加熱するとした。
一方、中間加熱条件を、1250℃超、あるいは、5時間超とすると、鋼板の表面性状を悪化させることやコストダウンを図ることが困難となるので、1250℃以下、5時間以下である必要がある。
本発明の中間加熱条件は、通常の中間加熱条件と比較すれば、高温、長時間ではある。しかしながら、本発明ではこの中間加熱条件以上にスケールを生成させる、図2(A)に示したような通常の粗圧延前の均質化処を行わないか、均質化処理を行う場合も図2(B)のように低温かつ短時間条件としている。そのため、図2(A)と(B)を比較して理解できるように、本発明では、1200℃超に保持される時間が短いため、スケールを生成させる、全工程トータルでの1200℃超に保持される温度×時間が小さい。その結果、中間加熱後に、スケールの生成がないか、少ないためにスケールの除去が容易であり、スケールの不完全除去が発生することはない。
(Intermediate heating between rough rolling and finish rolling: 1.5 hours to 1250 ° C. for 1.5 hours to 5 hours)
Intermediate heating is performed after rough rolling with a reduction ratio of 2 or more, and the band structure is reduced by the synergistic effect of rough rolling and intermediate heating. Between rough rolling and finish rolling, heating at a temperature of 1180 ° C. or more and 1250 ° C. or less for 1.5 hours or more and 5 hours or less, in order to reduce the band structure and prevent burnout It is an important process. Usually, the intermediate heating of this component steel (high Ni steel) is not for diffusing segregation, and therefore is not usually performed at a high temperature for a long time as in the present invention.
In this intermediate heating, when the heating temperature is less than 1180 ° C. or the heating time is less than 1.5 hours, the diffusion of Ni is not sufficiently promoted, and Ni segregates to form a band structure. Cannot be reduced. Therefore, it is assumed that heating is performed at a temperature of 1180 ° C. or higher for 1.5 hours or longer.
On the other hand, if the intermediate heating condition is more than 1250 ° C. or more than 5 hours, it becomes difficult to deteriorate the surface properties of the steel sheet and to reduce the cost. is there.
The intermediate heating conditions of the present invention are high temperature and long time compared with normal intermediate heating conditions. However, in the present invention, the normal homogenization process before rough rolling as shown in FIG. 2 (A), which generates a scale above this intermediate heating condition, is not performed, or even when the homogenization process is performed, FIG. As in B), the conditions are low temperature and short time. Therefore, as can be understood by comparing FIGS. 2 (A) and 2 (B), in the present invention, since the time that the temperature is maintained above 1200 ° C. is short, the scale is generated. Maintained temperature x time is small. As a result, after intermediate heating, there is no or little scale generation, so scale removal is easy and incomplete removal of scale does not occur.

中間加熱を施した高Ni厚鋼板に、仕上げ圧延を施す。仕上げ圧延の条件は特に限定されるものではないが、通常通り、900〜1100℃の温度で、圧下比1〜30程度で行えばよい。仕上げ圧延後は、熱処理を施す。熱処理としては、例えば、通常の条件の、焼入れ、焼戻しなどが挙げられる。   Finish rolling is performed on the high Ni thick steel plate subjected to intermediate heating. The conditions for finish rolling are not particularly limited, but may be performed at a temperature of 900 to 1100 ° C. and a reduction ratio of about 1 to 30, as usual. After finish rolling, heat treatment is performed. Examples of the heat treatment include quenching and tempering under normal conditions.

本発明の高Ni厚鋼板の製造方法における特徴的な製造条件をまとめると、以下のとおりである。
1.粗圧延前の均質化処理を行わないか、行う場合は低温かつ短時間にして、スケール疵の発生を防止すること。
2.粗圧延の圧下比を大きくする(バンド組織のバンド間隔を短距離化)こと。
3.中間加熱を、大きなコストアップにならない程度(鋼材の表面性状を悪化させない程度)に高温長時間化して、バンド組織を低減すること。
この3つを組み合わせて、熱処理時に焼減りを起こさず(バンド組織が無いか少ない)、かつ、スケール疵対策として板厚を余分に付与する必要がない高Ni厚鋼板の製造方法を提供するものである。
It is as follows when the characteristic manufacturing conditions in the manufacturing method of the high Ni thick steel plate of this invention are put together.
1. Do not perform homogenization before rough rolling, or if low temperature and short time, prevent generation of scale flaws.
2. Increasing the rolling ratio of rough rolling (shortening the band interval of the band structure).
3. Reduce the band structure by increasing the intermediate heating time to a high temperature and long enough not to increase the cost (to the extent that the surface properties of the steel material are not deteriorated).
Combining these three, a method for producing a high Ni thick steel plate that does not burn out during heat treatment (no or little band structure) and does not require extra thickness as a measure against scale flaws is provided. It is.

次に、本発明が製造の対象とする高Ni厚鋼板、およびその材料となるスラブの化学成分の限定理由を説明する。なお、化学成分についての「%」はすべて質量%を意味する。   Next, the reasons for limiting the chemical components of the high Ni thick steel plate to be manufactured by the present invention and the slab to be the material will be described. In addition, all “%” for chemical components means mass%.

(C:0.03〜0.10%)
Cは、強度、焼入性、靱性が向上するため、0.03%以上添加する。一方、その含有量が0.10%を超えると、靭性および脆性亀裂伝播停止性能が低下し、溶接性が悪くなる。よって、Cは、0.03〜0.10%含有させる。C量は、0.05%以上、0.10%以下がさらに好ましい。
(C: 0.03-0.10%)
C improves the strength, hardenability, and toughness, so 0.03% or more is added. On the other hand, when the content exceeds 0.10%, the toughness and brittle crack propagation stopping performance are lowered, and the weldability is deteriorated. Therefore, C is contained in an amount of 0.03 to 0.10%. The amount of C is more preferably 0.05% or more and 0.10% or less.

(Si:0.02〜1.5%)
Siは、安価な脱酸剤であり、さらに、固溶強化により強度が向上するため、0.02%以上添加する。一方、その含有量が1.5%を超えると、表面性状が低下するため上限を1.5%とする。Si量は、0.3%以上、1.2%以下がさらに好ましい。
(Si: 0.02-1.5%)
Si is an inexpensive deoxidizer, and further, strength is improved by solid solution strengthening, so 0.02% or more is added. On the other hand, if the content exceeds 1.5%, the surface properties are lowered, so the upper limit is made 1.5%. The Si content is more preferably 0.3% or more and 1.2% or less.

(Mn:0.1〜2.0%)
Mnは、脱酸剤であり、さらに、強度、焼入性、靱性が向上するため、0.1%以上添加する。一方、その含有量が2.0%を超えると、焼減りが増加し、また、靭性が低下するため上限を2.0%とする。Mn量は、0.3%以上、1.8%以下がさらに好ましい。
(Mn: 0.1 to 2.0%)
Mn is a deoxidizer and is further added in an amount of 0.1% or more in order to improve strength, hardenability, and toughness. On the other hand, if the content exceeds 2.0%, the wear-out increases and the toughness decreases, so the upper limit is made 2.0%. The amount of Mn is more preferably 0.3% or more and 1.8% or less.

(Ni:2.0〜10%)
Niは、本発明で添加される合金元素において、最も重要な元素である。Niは、耐食性が向上するため、2.0%以上添加する。一方、本発明ではNiの偏析を低減させる必要があるが、その含有量が10.0%を超えると、Niの偏析が十分に低減しないため、10%以下とする。また、10.0%を超えると、コストが上昇する。Ni量は、2.0%以上、9.5%以下がさらに好ましい。
(Ni: 2.0 to 10%)
Ni is the most important element among the alloy elements added in the present invention. Ni improves the corrosion resistance, so 2.0% or more is added. On the other hand, in the present invention, it is necessary to reduce the segregation of Ni. However, if the content exceeds 10.0%, the segregation of Ni is not sufficiently reduced. Further, if it exceeds 10.0%, the cost increases. The amount of Ni is more preferably 2.0% or more and 9.5% or less.

(P:0.005%以下)
Pは、不純物として鋼中に存在し、0.005%を超えると、粒界に偏析して靭性が低下する原因となるため、その含有量を0.005%以下とする。Pの含有量はできるだけ小さくするのがよく、Pの好ましい含有量は0.003%以下である。下限は特に限定しないが、製造コストの兼ね合いから、0.001%以上とすることが好ましい。
(P: 0.005% or less)
P is present in the steel as an impurity, and if it exceeds 0.005%, it segregates at the grain boundary and causes toughness to decrease, so its content is made 0.005% or less. The P content should be as small as possible, and the preferred P content is 0.003% or less. The lower limit is not particularly limited, but is preferably 0.001% or more from the viewpoint of manufacturing cost.

(S:0.002%以下)
Sは、不純物として鋼中に存在し、0.002%を超えると、脆性破壊の原因となる延伸形状のMnSが多量に生成して靱性が低下する原因となるため、その含有量を0.005%以下とする。Sの含有量はできるだけ小さくするのがよく、Sの好ましい含有量は0.001%以下である。下限は特に限定しないが、製造コストの兼ね合いから、0.0005%以上とすることが好ましい。
(S: 0.002% or less)
S is present in the steel as an impurity, and if it exceeds 0.002%, a large amount of stretched MnS that causes brittle fracture is generated and the toughness is lowered. 005% or less. The S content should be as small as possible, and the preferred S content is 0.001% or less. The lower limit is not particularly limited, but is preferably 0.0005% or more from the viewpoint of manufacturing cost.

上記が必須添加元素、あるいは不純物として含まれる元素についての限定である。残部はFeおよび不可避的不純物である。上記に挙げられていない不可避的不純物として、例えば、Nがある。Nは、不純物として鋼中に存在し、0.05%を超えると、鋼中に固溶するN量の増加や析出物の生成によって靭性の低下の原因となるため、その含有量を0.05%以下とすることが好ましい。Nの含有量はできるだけ小さくするのがよく、Nの好ましい含有量は、0.01%以下である。下限は特に限定しないが、製造コストの兼ね合いから、0.0001%以上とすることが好ましい。
さらに、選択添加成分として、Feに代えて以下の元素の1種以上を添加してもよい。
The above is the limitation on the essential additive elements or elements contained as impurities. The balance is Fe and inevitable impurities. As an unavoidable impurity not mentioned above, for example, there is N. N is present in the steel as an impurity, and if it exceeds 0.05%, it causes a decrease in toughness due to an increase in the amount of N dissolved in the steel and the formation of precipitates. It is preferable to set it to 05% or less. The N content should be as small as possible, and the preferred N content is 0.01% or less. The lower limit is not particularly limited, but is preferably 0.0001% or more from the viewpoint of manufacturing cost.
Furthermore, as a selective addition component, one or more of the following elements may be added instead of Fe.

(Ti:0.1%以下)
Tiは、強度が向上するため、0.1%以下の範囲で添加することができる。この効果を十分に得るためには、0.01%以上添加することが好ましい。一方、その含有量が0.1%を超えると、介在物の生成に起因して靱性が低下するため、その含有量を、0.1%以下とする。
(Ti: 0.1% or less)
Since Ti improves the strength, Ti can be added in a range of 0.1% or less. In order to sufficiently obtain this effect, it is preferable to add 0.01% or more. On the other hand, if the content exceeds 0.1%, the toughness decreases due to the formation of inclusions, so the content is made 0.1% or less.

(Nb:0.1%以下)
Nbは、強度が向上するため、0.1%以下の範囲で添加することができる。この効果を十分に得るためには、0.01%以上添加することが好ましい。一方、その含有量が0.1%を超えると、介在物の生成に起因して靱性が低下するため、その含有量を、0.1%以下とする。
(Nb: 0.1% or less)
Nb can be added in the range of 0.1% or less because the strength is improved. In order to sufficiently obtain this effect, it is preferable to add 0.01% or more. On the other hand, if the content exceeds 0.1%, the toughness decreases due to the formation of inclusions, so the content is made 0.1% or less.

(B:0.01%以下)
Bは、焼入性が向上するため、0.01%以下の範囲で添加することができる。この効果を十分に得るためには、0.0001%以上添加することが好ましい。一方、0.01%を超えると、介在物の生成に起因して靱性が低下するため、その含有量を、0.01%以下とする。
(B: 0.01% or less)
B can be added in a range of 0.01% or less because the hardenability is improved. In order to sufficiently obtain this effect, 0.0001% or more is preferably added. On the other hand, if it exceeds 0.01%, the toughness decreases due to the formation of inclusions, so the content is made 0.01% or less.

(Cr:1.5%以下)
Crは、強度、硬度、焼入性が向上するため、1.5%以下の範囲で添加することができる。この効果を十分に得るためには、0.1%以上添加することが好ましい。一方、1.5%を超えると、靱性が低下するため、その含有量を、1.5%以下とする。
(Cr: 1.5% or less)
Since Cr improves strength, hardness, and hardenability, it can be added in a range of 1.5% or less. In order to sufficiently obtain this effect, 0.1% or more is preferably added. On the other hand, if it exceeds 1.5%, the toughness decreases, so the content is made 1.5% or less.

(Cu:1.0%以下)
Cuは、強度、焼入性が向上するため、1.0%以下の範囲で添加することができる。この効果を十分に得るためには、0.1%以上添加することが好ましい。一方、1.0%を超えると、表面性状が悪くなるため、その含有量を、1.0%以下とする。
(Cu: 1.0% or less)
Since Cu improves strength and hardenability, it can be added within a range of 1.0% or less. In order to sufficiently obtain this effect, 0.1% or more is preferably added. On the other hand, if it exceeds 1.0%, the surface properties deteriorate, so the content is made 1.0% or less.

(Mo:1.0%以下)
Moは、強度が向上するため、1.0%以下の範囲で添加することができる。この効果を十分に得るためには、0.01%以上添加することが好ましい。一方、その含有量が1.0%を超えると、靱性が低下するため、その含有量を、1.0%以下とする。
(W:0.5%以下)
Wは、強度が向上するため、0.5%以下の範囲で添加することができる。この効果を十分に得るためには、0.01%以上添加することが好ましい。一方、その含有量が0.5%を超えると、靱性が低下するため、その含有量を、0.5%以下とする。
(V:0.5%以下)
Vは、強度が向上するため、0.5%以下の範囲で添加することができる。この効果を十分に得るためには、0.01%以上添加することが好ましい。一方、その含有量が0.5%を超えると、靱性が低下するため、その含有量を、0.5%以下とする。
(Mo: 1.0% or less)
Since Mo improves strength, it can be added in a range of 1.0% or less. In order to sufficiently obtain this effect, it is preferable to add 0.01% or more. On the other hand, if the content exceeds 1.0%, the toughness decreases, so the content is made 1.0% or less.
(W: 0.5% or less)
Since W improves in strength, W can be added in a range of 0.5% or less. In order to sufficiently obtain this effect, it is preferable to add 0.01% or more. On the other hand, if the content exceeds 0.5%, the toughness decreases, so the content is made 0.5% or less.
(V: 0.5% or less)
Since V improves strength, V can be added in a range of 0.5% or less. In order to sufficiently obtain this effect, it is preferable to add 0.01% or more. On the other hand, if the content exceeds 0.5%, the toughness decreases, so the content is made 0.5% or less.

(Al:0.05%以下)
Alは脱酸剤として添加される場合があるが、0.05%を超えると、介在物に起因して靱性が低下するため、その含有量を0.05%以下とする。より好ましくは0.04%以下である。
なお、脱酸剤としての効果を得るためには、その含有量は、0.002%以上とすることが好ましい。より好ましくは、0.005%以上である。
(Al: 0.05% or less)
Al may be added as a deoxidizer, but if it exceeds 0.05%, the toughness is reduced due to inclusions, so the content is made 0.05% or less. More preferably, it is 0.04% or less.
In addition, in order to acquire the effect as a deoxidizer, it is preferable that the content shall be 0.002% or more. More preferably, it is 0.005% or more.

化学成分が質量%で表1に示されるスラブを用意した。   The slab shown in Table 1 was prepared with the chemical component in mass%.

Figure 2019131852
Figure 2019131852

このスラブを表2に示す条件で粗圧延、粗圧延後の中間加熱、および仕上げ圧延を行った。ここで、粗圧延における圧下比とは、スラブ厚と粗圧延後の板厚との比であり、仕上げ圧延における圧下比とは、粗圧延後の板厚と仕上げ圧延後の板厚との比である。粗圧延と仕上げ圧延の間には中間加熱を行っており、加熱温度および当該加熱温度で保持する時間を変化させた条件を設定している。また条件番号8は粗圧延から直接仕上げ圧延を行い、中間加熱を実施しない条件である。   This slab was subjected to rough rolling, intermediate heating after rough rolling, and finish rolling under the conditions shown in Table 2. Here, the rolling ratio in rough rolling is the ratio between the slab thickness and the sheet thickness after rough rolling, and the rolling ratio in finish rolling is the ratio between the sheet thickness after rough rolling and the sheet thickness after finish rolling. It is. Intermediate heating is performed between rough rolling and finish rolling, and conditions are set in which the heating temperature and the time held at the heating temperature are changed. Condition number 8 is a condition in which finish rolling is performed directly from rough rolling and intermediate heating is not performed.

Figure 2019131852
Figure 2019131852

これらの組み合わせとして、表3に示すような鋼番号と条件番号の組み合わせで圧延材を得た。これらの板を常温に冷却した後、1℃/sで810℃まで加熱し、10分保持し、40℃/sで常温まで冷却する焼入れの熱処理を行い、焼減りを評価するために、この熱処理前後での板厚変化率を測定した。また、熱処理後の鋼板について、表面研削量を測定し、溶接性を検討した。この結果を、表3に示す。
ただし、板厚変化率は、(熱処理前板厚−熱処理後板厚)/熱処理前板厚、として定義した。また鋼板の1/4厚部における1mm×1mmの視野を1μmピッチでEPMAを用いてNiの濃度を測定し、板厚方向のライン分析によって得られたNiの最大濃度と最小濃度との比であるミクロ偏析度MNiを求めた。好ましいミクロ偏析度MNiは、1.2以下、好ましい板厚変化率は、0.2%以下とした。
一方、表面研削量は、熱処理後の鋼板について、発生したスケール疵を除去するために研削した、表面の厚さ(表面研削量)(mm)で評価した。
好ましい表面研削量は、1mm以下とした。表面研削量が多い場合、製品下限厚を下回る可能性があるため、表面研削量を予め見込んだ圧延厚を設定することが考えられるが、歩留り悪化や製造負荷の増大に帰結するため、表面研削量が1mm以下であることが好ましい。
また、溶接性は、得られた母材から溶接継手を作製し、溶接部のビッカース硬度を測定することで評価した。
As these combinations, rolled materials were obtained by combinations of steel numbers and condition numbers as shown in Table 3. After these plates were cooled to room temperature, they were heated to 810 ° C. at 1 ° C./s, held for 10 minutes, and subjected to quenching heat treatment to cool to room temperature at 40 ° C./s. The plate thickness change rate before and after the heat treatment was measured. Moreover, the surface grinding amount was measured about the steel plate after heat processing, and weldability was examined. The results are shown in Table 3.
However, the plate thickness change rate was defined as (plate thickness before heat treatment−plate thickness after heat treatment) / plate thickness before heat treatment. In addition, the Ni concentration was measured using EPMA with a 1 mm × 1 mm field of view in a 1/4 thickness part of the steel plate at a pitch of 1 μm, and the ratio between the maximum Ni concentration and the minimum concentration obtained by line analysis in the plate thickness direction. A certain degree of microsegregation M Ni was determined. The preferable degree of micro segregation M Ni is 1.2 or less, and the preferable thickness change rate is 0.2% or less.
On the other hand, the surface grinding amount was evaluated by the surface thickness (surface grinding amount) (mm) of the steel plate after the heat treatment, which was ground to remove the generated scale wrinkles.
A preferable surface grinding amount was 1 mm or less. If there is a large amount of surface grinding, it may be less than the lower limit thickness of the product, so it is conceivable to set a rolling thickness that anticipates the surface grinding amount in advance. The amount is preferably 1 mm or less.
The weldability was evaluated by preparing a welded joint from the obtained base material and measuring the Vickers hardness of the welded portion.

Figure 2019131852
Figure 2019131852

表3において、本発明である試験水準2、4、6、8、11、13、14、15、16、18、19、20は、成分および粗圧延、中間加熱条件が本発明に限定する範囲内であり、その結果、ミクロ偏析度MNiを、好ましい1.2以下とすることができたため、板厚変化率を好ましい0.2%以内に抑えることができた。また、適切な成分範囲であるため、溶接性も良好であった。 In Table 3, the test levels 2, 4, 6, 8, 11, 13, 14, 15, 16, 18, 19, 20 which are the present invention are components, rough rolling, and intermediate heating conditions are limited to the present invention. As a result, the micro segregation degree M Ni could be set to a preferable value of 1.2 or less, so that the plate thickness change rate could be suppressed within a preferable 0.2%. Moreover, since it was a suitable component range, weldability was also favorable.

表3において、本発明である試験水準22〜25は、各選択添加成分を加えた際の影響について調査する目的である。試験水準22〜25のいずれの場合も、選択添加成分を添加したことによるNiの偏析への影響は小さく、従って熱処理中の板厚変化率も小さな値となった。   In Table 3, test levels 22 to 25 according to the present invention are for the purpose of investigating the effects of adding each selectively added component. In any of the test levels 22 to 25, the influence on the segregation of Ni due to the addition of the selective additive component was small, and thus the plate thickness change rate during the heat treatment became a small value.

表3において、特に、本発明である試験水準28は、均質化処理を全く行わなかったが、粗圧延と中間加熱で十分にミクロ偏析が均質化し、ミクロ偏析度が1.18と低くなり、板厚変化率も0.2%と低くなった。   In Table 3, in particular, test level 28 according to the present invention was not homogenized at all, but microsegregation was sufficiently homogenized by rough rolling and intermediate heating, and the microsegregation degree was lowered to 1.18. The plate thickness change rate was as low as 0.2%.

また、これら本発明は、鋼板の表面に生成したスケールが少なかった。そのため、熱処理による疵が発生しなかったことにより、表面研削を行わずに済むか、行うにしても表面研削量を好ましい1mm以下に低く抑えることができた。   Moreover, these inventions had few scales produced | generated on the surface of the steel plate. For this reason, since no wrinkles due to heat treatment occurred, surface grinding could be omitted or even if it was done, the amount of surface grinding could be suppressed to a preferred 1 mm or less.

一方、比較例である試験水準1は、粗圧延における圧下比が2よりも小さかったため、Niの拡散が十分に促進されず、ミクロ偏析度MNiが大きく、その結果、板厚変化率が大きくなった。
比較例である試験水準3は、中間加熱温度が低かったため、Niの拡散が不十分で、ミクロ偏析度MNiが大きく、熱処理における板厚変化率が大きくなった。
比較例である試験水準5および10は、中間加熱を行わなかったため、Niの拡散がなされず、ミクロ偏析度MNiが大きく、熱処理における板厚変化率が大きくなった。
比較例である試験水準7は中間加熱時間が短かったため、Niの拡散がなされず、ミクロ偏析度MNiが大きく、熱処理における板厚変化率が大きくなった。
On the other hand, in test level 1 as a comparative example, the reduction ratio in rough rolling was smaller than 2, so that the diffusion of Ni was not sufficiently promoted, the degree of micro segregation M Ni was large, and as a result, the plate thickness change rate was large. became.
Comparative Example a is test level 3, for intermediate heating temperature is low, the diffusion of Ni is insufficient, a large micro segregation ratio M Ni, thickness change rate in the heat treatment is increased.
Test levels 5 and 10 as comparative examples were not subjected to intermediate heating, so Ni was not diffused, the degree of microsegregation M Ni was large, and the plate thickness change rate during heat treatment was large.
In test level 7 as a comparative example, since the intermediate heating time was short, Ni was not diffused, the degree of microsegregation M Ni was large, and the plate thickness change rate during heat treatment was large.

比較例である試験水準9は、ミクロ偏析度MNiが小さく、熱処理における板厚変化率が小さいが、Cの添加量が本発明に限定する範囲を超えて多いため、溶接性が悪いものとなった。
比較例である試験水準12は、Mnの含有量が多く、ミクロ偏析度MNiが大きく、板厚変化率が大きくなった。
比較例である試験水準17は、鋼符号iのNi含有量が本発明に限定する範囲よりも低いため、耐食性に問題があった。
比較例である試験水準21は、Niの量が本発明に限定する範囲を超えて多いため、中間加熱を十分に行ってもミクロ偏析度MNiが大きくなるため、熱処理における板厚変化率が大きくなった。この場合、多量のスケールが生成して表面研削量が増加することと引き換えに、より加熱温度を上げるか加熱時間を長時間とする必要がある。
Test level 9, which is a comparative example, has a small degree of microsegregation M Ni and a small plate thickness change rate in heat treatment, but because the amount of addition of C exceeds the range limited to the present invention, weldability is poor. became.
Comparative Test Level 12 is an example, often the content of Mn, a large micro segregation ratio M Ni, thickness change rate is increased.
Test level 17, which is a comparative example, had a problem in corrosion resistance because the Ni content of steel code i was lower than the range limited to the present invention.
The test level 21, which is a comparative example, has a large amount of Ni exceeding the range limited to the present invention. Therefore, even when intermediate heating is sufficiently performed, the degree of microsegregation M Ni becomes large. It became bigger. In this case, it is necessary to increase the heating temperature or to increase the heating time in exchange for generating a large amount of scale and increasing the surface grinding amount.

比較例である試験水準26は、均質化処理(ソーキング処理)の加熱温度が1200℃を超えていたため、製造コストが上昇するとともに均質化処理時に表面にスケールが厚く生成した。その結果、焼入れ後の表面に疵が認められたため、表面研削量が大きくなった。
比較例である試験水準27は均質化処理の加熱時間が10時間を超えたため、試験水準26と同様に焼入れ後の表面研削量が大きくなった(試験水準26、27が、現在のプロパー条件)。
比較例である試験水準29は、中間加熱温度が1250℃を超えたため、焼入れ後の表面研削量が大きくなった。
比較例である試験水準30は、中間加熱時間が5時間を超えたため、焼入れ後の表面研削量が大きくなった。
In test level 26, which is a comparative example, the heating temperature of the homogenization treatment (soaking treatment) exceeded 1200 ° C., and thus the production cost increased and a thick scale was generated on the surface during the homogenization treatment. As a result, since wrinkles were observed on the surface after quenching, the surface grinding amount was increased.
Test level 27, which is a comparative example, exceeded 10 hours of heating time for homogenization treatment, so that the amount of surface grinding after quenching was increased as in test level 26 (test levels 26 and 27 were current proper conditions). .
In test level 29, which is a comparative example, the intermediate heating temperature exceeded 1250 ° C., so the surface grinding amount after quenching was large.
Test level 30, which is a comparative example, had a large amount of surface grinding after quenching because the intermediate heating time exceeded 5 hours.

本発明により、高Ni厚鋼板の焼減りが低減できるので、機械的手入れ工程の追加の手間やコストが低減され、格落ち(不良品)を低減できる。また、熱処理後の研削が低減できるので、歩留りが向上し、均質化処理や研削工程の省略により製造コストを低減できる。さらに、疵やスケールの少ない品質の良い製品を提供できる。その結果、高品質の高Ni厚鋼板を廉価で提供できるという優れた産業上の利用性を有する。   According to the present invention, the burn-out of the high Ni thick steel plate can be reduced, so that the additional labor and cost of the mechanical care process can be reduced, and the deterioration (defective product) can be reduced. In addition, since the grinding after the heat treatment can be reduced, the yield is improved, and the manufacturing cost can be reduced by omitting the homogenization process and the grinding process. In addition, it is possible to provide high-quality products with less wrinkles and scales. As a result, it has excellent industrial applicability such that a high quality high Ni thick steel plate can be provided at a low price.

1…L収縮量、2…L収縮量、3…L収縮力、4…LからLへの拘束力、5…実際のL収縮力 1 ... L 1 contraction amount, 2 ... L 2 contraction amount, 3 ... L 1 contraction force, 4 ... restraining force from L 2 to L 1 , 5 ... actual L 1 contraction force

Claims (4)

質量%で、
C:0.03〜0.10%、
Si:0.02〜1.5%、
Mn:0.1〜2.0%、
Ni:2.0〜10%、
P:0.005%以下、
S:0.002%以下および残部がFeおよび不可避的不純物で構成される化学成分を有するスラブを加熱し、
その後、均質化処理を行わないか、均質化処理を行う場合は、保持温度1200℃以下、かつ、加熱時間10時間以下とし、
圧下比が少なくとも2まで粗圧延を行い、
1180℃以上1250℃以下の温度で1.5時間以上5時間以下の中間加熱を行い、
その後に仕上げ圧延を行うことを特徴とする高Ni厚鋼板の製造方法。
% By mass
C: 0.03-0.10%,
Si: 0.02 to 1.5%,
Mn: 0.1 to 2.0%,
Ni: 2.0 to 10%
P: 0.005% or less,
S: heating a slab having a chemical composition composed of 0.002% or less and the balance being Fe and inevitable impurities;
Thereafter, when the homogenization process is not performed or when the homogenization process is performed, the holding temperature is 1200 ° C. or less and the heating time is 10 hours or less.
Rough rolling to a reduction ratio of at least 2;
Intermediate heating is performed at a temperature of 1180 ° C. to 1250 ° C. for 1.5 hours to 5 hours,
A method for producing a high-Ni thick steel plate, which is followed by finish rolling.
前記スラブが、前記Feの一部に代えて、質量%で、
Ti:0.1%以下、
Nb:0.1%以下、
B:0.01%以下、
Cr:1.5%以下、
Cu:1.0%以下、
の1種、または2種以上を含有することを特徴とする請求項1に記載の高Ni厚鋼板の製造方法。
The slab is replaced by a part of the Fe in mass%,
Ti: 0.1% or less,
Nb: 0.1% or less,
B: 0.01% or less,
Cr: 1.5% or less,
Cu: 1.0% or less,
The manufacturing method of the high Ni thick steel plate of Claim 1 characterized by including 1 type, or 2 or more types of these.
前記スラブが、前記Feの一部に代えて、質量%で、
Mo:1.0%以下、
W:0.5%以下、
V:0.5%以下、
の1種、または2種以上を含有することを特徴とする請求項1または請求項2に記載の高Ni厚鋼板の製造方法。
The slab is replaced by a part of the Fe in mass%,
Mo: 1.0% or less,
W: 0.5% or less,
V: 0.5% or less,
1 or 2 types or more of these are contained, The manufacturing method of the high Ni thick steel plate of Claim 1 or Claim 2 characterized by the above-mentioned.
前記スラブが、前記Feの一部に代えて、質量%で、
Al:0.05%以下、
を含有することを特徴とする請求項1〜請求項3のいずれか1項に記載の高Ni厚鋼板の製造方法。
The slab is replaced by a part of the Fe in mass%,
Al: 0.05% or less,
The manufacturing method of the high Ni thick steel plate of any one of Claims 1-3 characterized by the above-mentioned.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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