JP2020525647A - フラックス入りワイヤ用冷延鋼板及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
関係式1:WN=(31×C+0.5×Mn+20×Al)×(Ni)×(0.6×Cr)
(但し、上記関係式1において各元素の含有量の単位は重量%である。)
関係式1:WN=(31×C+0.5×Mn+20×Al)×(Ni)×(0.6×Cr)
(但し、上記関係式1において各元素の含有量の単位は重量%である。)
炭素(C)は、一般に鋼の強度を向上させるために添加される元素であり、溶接熱影響部が、母材と類似の特性を有するようにするために添加される元素である。C含有量が0.005%未満の場合には、上述した効果が不十分である。これに対し、C含有量が0.10%を超えると、高強度や加工硬化により引抜工程の際に断線が起こるなどの問題が発生し得る。また、溶接継手部の低温亀裂が発生したり、衝撃靭性が低下するだけでなく、高い硬度が原因となって、多数の熱処理を行わなければ目的とする最終製品に加工できないという短所がある。したがって、C含有量は、0.005〜0.10%であることが好ましく、溶接熱影響部の特性を向上させるために、より好ましくは0.01〜0.06%であることができる。
マンガン(Mn)は、固溶強化元素であって、鋼の強度を高め、熱間加工性を向上させる役割を果たす。但し、添加し過ぎた場合には、多量のマンガン−硫化(MnS)析出物を形成して、鋼の延性及び加工性を阻害することがある。Mn含有量が0.05%未満の場合には、赤熱脆性の発生要因となり、オーステナイトの安定化に寄与し難くなる。これに対し、Mn含有量が0.25%を超えると、延性が低下し、中心偏析の発生の要因として作用して、溶接棒の製造工程における引抜作業の際に断線の原因となりうるため、Mn含有量は0.05〜0.25%であることが好ましく、より好ましくは0.06〜0.24%であることができる。
シリコン(Si)は、酸素などと結合して鋼板の表面に酸化層を形成し、表面特性を悪くして耐食性を低下させる要因として作用するだけでなく、溶接金属中の硬質相変態を促進し、低温衝撃特性を低下する要因として作用するため、その添加量を0.05%以下に限定する。上記Si含有量は、より好ましくは0.04%以下であることが有利である。
リン(P)は、鋼中に固溶元素として存在し、固溶強化を起こし、強度及び硬度を向上させる元素であって、一定レベルの剛性を維持するためには、0.0005%以上添加されることが好ましいが、その含有量が0.01%を超えると、鋳造の際に中心偏析を起こし、延性が低下してワイヤ加工性を低下させる可能性がある。したがって、P含有量は、0.0005〜0.01%であることが好ましく、より好ましくは0.001〜0.009%であることができる。
硫黄(S)は、鋼中のマンガンと結合して非金属介在物を形成し、赤熱脆性(red shortness)の要因となるため、できるだけその含有量を下げることが好ましい。また、S含有量が高い場合には、鋼板の母材靭性を低下させるという問題があるため、S含有量は0.008%以下であることが好ましく、より好ましくは0.0075%以下であることができる。
アルミニウム(Al)は、アルミニウムキルド鋼において、脱酸剤及び時効による材質劣化を防止する目的で添加される元素であり、延性の確保に有利な元素である。かかる効果は、極低温であるときに、より顕著に現れる。Al含有量が0.005%未満の場合には、上述した効果が不十分である。これに対し、Al含有量が0.06%を超えると、酸化アルミニウム(Al2O3)のような表面介在物が急増して熱間圧延材の表面特性を悪化させ、加工性が低下するだけでなく、溶接熱影響部の結晶粒界にフェライトが局部的に形成されて機械的特性が低下することがあり、溶接後に溶接ビード(bead)の形状が悪くなるという問題が発生し得る。したがって、Al含有量は、0.005〜0.06%であることが好ましく、より好ましくは0.007〜0.050%であることができる。
窒素(N)は、鋼中に固溶状態で存在し、材質強化に有効な元素であって、目標の剛性を確保するためには、0.0005%以上の添加が必要である。これに対し、N含有量が0.003%を超えると、時効性が急激に悪くなるだけでなく、鋼の製造段階で脱窒による負担が増加し、製鋼作業性が低下するという問題がある。したがって、N含有量は、0.0005〜0.003%であることが好ましく、より好ましくは0.008〜0.0029%であることができる。
ニッケル(Ni)は、延性を向上させて引抜加工性を向上させるのに効果的である上、極低温でも安定した組織を形成し、低温衝撃靭性の改善のために必要な元素である。かかる効果を奏し、且つフラックス組成の安定的な取扱いのためには0.8%以上添加することが必要である。これに対し、Ni含有量が1.7%を超えると、強度の上昇によって引抜加工性が低下する可能性があり、表面欠陥の原因となりうる。また、Niは、高価な元素であるため、製造コストが上昇するという問題がある。したがって、Ni含有量は、0.8〜1.7%であることが好ましく、より好ましくは0.085〜1.65%であることができる。
クロム(Cr)は、溶接継手部の強度に有利な元素であって、安定した錆層を形成させる役割も果たして耐食性の向上にも寄与する元素である。かかる効果を確保するためには、0.1%以上添加されることが好ましい。これに対し、Cr添加量が0.5%を超えると、クロム系炭化物が形成され、脆性を起こすおそれがあり、その結果、加工できないという問題があるため、Cr含有量は、0.1〜0.5%の範囲を満たすことが好ましく、より好ましくは0.13〜0.45%であることができる。
関係式1:WN=(31×C+0.5×Mn+20×Al)×(Ni)×(0.6×Cr)
下記表1に示した成分組成を有するスラブを1250℃に加熱した後、下記表2に記載された製造条件に従って冷延鋼板を製造した。上記冷延鋼板の微細組織は、フェライト組織を有することが観察された。上記冷延鋼板に対して微細組織の種類及び分率、伸び率、通板性、ならびに引抜加工性を測定し、下記表3に示した。上記通板性は、冷間及び熱間圧延の際に圧延負荷がなく、連続焼鈍の際にヒートバックル(Heat buckle)のような欠陥が発生しない場合には「○」と表示し、圧延負荷が発生したり、または連続焼鈍の際にヒートバックルのような欠陥が発生した場合には「×」と表示した。上記引抜加工性は、断面減少率61%でフラックス入りワイヤを引抜加工の際に破れなどといった加工欠陥が発生した場合には「不良」、加工欠陥が発生しない場合には「良好」と表示した。
関係式1:WN=(31×C+0.5×Mn+20×Al)×(Ni)×(0.6×Cr)
Claims (8)
- 重量%で、C:0.005〜0.10%、Mn:0.05〜0.25%、Si:0.05%以下(0%は除く)、P:0.0005〜0.01%、S:0.008%以下(0%は除く)、Al:0.005〜0.06%、N:0.0005〜0.003%、Ni:0.8〜1.7%、Cr:0.1〜0.5%、残部Fe及び不可避不純物を含み、下記関係式1で定義されるWNが0.10〜0.75である、フラックス入りワイヤ用冷延鋼板。
関係式1:WN=(31×C+0.5×Mn+20×Al)×(Ni)×(0.6×Cr)
(但し、前記関係式1において各元素の含有量の単位は重量%である。) - 前記冷延鋼板は、面積%で、セメンタイト:1〜6%及び残部フェライトで構成される微細組織を有する、請求項1に記載のフラックス入りワイヤ用冷延鋼板。
- 前記冷延鋼板は、伸び率が40%以上である、請求項1に記載のフラックス入りワイヤ用冷延鋼板。
- 前記冷延鋼板は、溶接部の偏析指数が0.15%未満である、請求項1に記載のフラックス入りワイヤ用冷延鋼板。
- 前記冷延鋼板は、−40℃における衝撃エネルギーが50J以上である、請求項1に記載のフラックス入りワイヤ用冷延鋼板。
- 重量%で、C:0.005〜0.10%、Mn:0.05〜0.25%、Si:0.05%以下(0%は除く)、P:0.0005〜0.01%、S:0.008%以下(0%は除く)、Al:0.005〜0.06%、N:0.0005〜0.003%、Ni:0.8〜1.7%、Cr:0.1〜0.5%、残部Fe及び不可避不純物を含み、下記関係式1で定義されるWNが0.10〜0.75であるスラブを1100〜1300℃に加熱する段階と、
前記加熱されたスラブを仕上げ熱間圧延温度が880〜950℃になるように熱間圧延して熱延鋼板を得る段階と、
前記熱延鋼板を550〜700℃の温度範囲で巻取る段階と、
前記巻取られた熱延鋼板を50〜85%の圧下率で冷間圧延して冷延鋼板を得る段階と、
前記冷延鋼板を700〜850℃の温度範囲で連続焼鈍する段階と、を含む、フラックス入りワイヤ用冷延鋼板の製造方法。
関係式1:WN=(31×C+0.5×Mn+20×Al)×(Ni)×(0.6×Cr)
(但し、前記関係式1において各元素の含有量の単位は重量%である。) - 前記冷間圧延前に、前記巻取られた熱延鋼板を酸洗する段階をさらに含む、請求項6に記載のフラックス入りワイヤ用冷延鋼板の製造方法。
- 前記連続焼鈍された冷延鋼板を調質圧延する段階をさらに含む、請求項6に記載のフラックス入りワイヤ用冷延鋼板の製造方法。
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