JP2634961B2 - 溶接性の優れた80kgf/mm2級高張力鋼の製造法 - Google Patents
溶接性の優れた80kgf/mm2級高張力鋼の製造法Info
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Description
/mm2 級高張力鋼の製造法に関するものである。
HT80)の殆どはB添加鋼を焼入れ焼戻処理すること
により製造していた。しかし、B添加HT80は溶接性
がHT60に比較して著しく劣っていた。このため、溶
接施工時には溶接割れ防止のため200℃程度の予熱
(溶接時に鋼板の温度を一定の温度に保つ)が必要とさ
れ、施工能率の著しい低下を招いていた。このようなB
添加HT80の欠点を改良するため最近、特開平2−1
29317号公報のようなB無添加HT80が発明され
ている。しかしながら、この製造法では、厳しい溶接条
件に於て溶接による硬化は避けられなかった。即ち、溶
接後の冷却速度が速い場合(溶接入熱が小さく、溶接す
る鋼の板厚が厚い)は溶接による硬化は避けられず、溶
接割れを防止するためには高い予熱温度が必須であっ
た。このため、厳しい溶接条件に於て優れた溶接性を有
するHT80の研究開発が強く望まれていた。
たHT80の製造技術を提供するものである。本発明法
に基づいて製造したHT80は溶接後の冷却速度が速い
厳しい溶接条件に於ても溶接熱影響部(HAZ)の硬化
が少なく、溶接施工時の予熱の軽減が可能である。
でC:0.03〜0.05%未満、Si:0.5%以
下、Mn:0.8〜1.5%、P:0.02%以下、
S:0.008%以下、Cu:0.9〜1.8%、N
i:0.3〜2.0%、Mo:0.4超〜0.7%、N
b:0.005〜0.040%、V:0.02〜0.0
8%、Ti:0.005〜0.020%、Al:0.0
6%以下、N:0.0015〜0.0060%、さらに
必要によりCr:0.05〜0.4%、Ca:0.00
05〜0.005%の1種または2種を含有し、59.
3C(%)+Cu(%)の和が4.2(%)以下を満足
し、残部が鉄及び不可避的不純物からなる実質的にBを
含有しない鋼を950℃〜1150℃の温度範囲に再加
熱して、1000℃以下の累積圧下量が40%以上にな
るように圧延を行なった後、850℃以上の温度から焼
入れし、ついで700℃以下の温度に再加熱して焼戻処
理することを特徴とする溶接性の優れた80kgf/mm2
級高張力鋼の製造法である。
の研究によれば、従来HT80の溶接性を抜本的に解決
するためには鋼中C量の低減とB無添加が必須であっ
た。しかしながら、C量の低減とB無添加はどちらも母
材強度を確保するため重要な合金元素であった。このた
め、母材強度と良溶接性を満足させる方法について鋭意
検討し、従来の発想と全く異なった新しい鋼を発明する
ことができた。
よる母材強度の低下はCu,Nb,Vの析出硬化を利
用、2)また、従来から溶接割れ発生に硬さが大きく影
響し、割れ発生の抑制に必要な硬さの限界値はHv35
0程度であることが知られていた。このため、厳しい溶
接条件でもHAZの硬さが最大でもHv350以下とな
る成分規制が必要である。このクラスのHT80は厳し
い溶接条件では、HAZのミクロ組織が殆どマルテンサ
イトとなり、その硬さはC量とCu量の和で決まること
を見いだした。
さはおよそHv=800C(%)+293程度であるこ
とが知られていた。発明者らはCu添加量が0.8%以
上の鋼では、殆どマルテンサイトの硬さはC量以外にC
u添加量にも依存することを見いだした。この結果を数
式で表わすとHv(殆どマルテンサイトの硬さ)=80
0C(%)+13.5Cu(%)+293となる。
て硬さ値を一定以下(Hv350以下)に抑える条件は
59.3C+Cuの和を4.2以下とすることで達成で
きることを見いだした。3)さらに、母材の強度をC
u,Nb,V等の析出硬化で達成する場合、鋼成分の焼
入性が低いため母材の靭性確保が難しい課題であった。
この課題を解決するためには、添加元素の制約とともに
製造法が適切でなければならない。このため、鋼(スラ
ブ)の再加熱、圧延、冷却条件を限定する必要がある。
再加熱温度はNb,Vなどの固溶と加熱時のオーステナ
イト粒の粗大化の両面から規制が必要である。950℃
未満ではNbが殆ど固溶せず、Vの固溶も十分でなくな
り、母材の強度が不足するため下限を950℃とした。
また、1150℃超ではNbやVは十分固溶し、母材の
強度は十分であるがオーステナイト粒が粗大化して母材
の靭性が著しく劣化するため上限を1150℃とした。
%以上としなければならない。圧延によるオーステナイ
ト粒の微細化のためには、1000℃以下の累積圧下量
が重要であり、その下限を40%とした(好ましい範囲
45〜70%)。さらに、HT80の強度と靭性を得る
ためには、850℃以上の温度から焼入れを行ない、7
00℃以下の温度で焼戻処理する必要がある。
ついて述べたが、優れた溶接性を有するHT80とする
ためには基本成分を適正範囲に規制する必要がある。以
下この点について説明する。
強度確保ならびにNb,Vなどの効果を発揮させるため
の最小量である。しかしC量が多すぎると溶接性の劣化
を招くため上限を0.06%とした。しかも、前述した
ようにC量の上限はCu量との関係で規制する必要があ
り、59.3C(%)+Cu(%)の和が4.2(%)
以下とする。溶接性の観点からC量は0.05%未満が
望ましい。
を劣化させるため、上限を0.5%とした。Mnは強
度、靭性を確保する上で不可欠な元素であり、その下限
は0.8%である。しかし、Mn量が多すぎると焼入性
が増加して溶接性、HAZ靭性を劣化させるため、その
上限を1.5%とした。
限を0.02%,0.008%とした理由は母材、HA
Z靭性をより一層向上させるためである。P量の低減は
焼戻時の粒界破壊を防止し、S量の低減はMnSによる
靭性の劣化を防止するためである。
度を確保するため重要な元素である。しかしながら、
1.8%を超える添加量ではHAZ靭性を損なうので上
限を1.8%とした。また、成分中のC量を低く抑えて
いるので、強度を確保するためCu量の下限は0.9%
とした。さらに、溶接性を劣化させないため、Cu量の
上限はC量との関係で規制する必要があり、Cu(%)
+59.3C(%)の和が4.2(%)以下とする。
を向上させるほか、Cuクラックの防止にも効果があ
る。しかし2.0%を超えると溶接性に好ましくないた
め上限を2.0%とした。また0.3%未満では、その
効果が少ないため下限を0.3%とした。
る元素で、0.4%超が必須である。しかし多すぎると
溶接性を劣化させるため、その上限を0.7%とした。
Nbは母材の強度、靭性を確保するため重要な元素であ
り、0.005%が下限である。また、添加量が多すぎ
るとHAZ靭性を劣化させるので、上限を0.040%
とした。Vは母材の強度を確保するため重要であり、
0.02%が下限である。また、0.08%を超えると
HAZ靭性を損なうため0.08%を上限とした。
i2 O3を主成分とする酸化物を形成してHAZ靭性を
向上させる。また、Nと結合してTiNを形成し、再加
熱時のオーステナイト粒の粗大化を抑制、圧延後の組織
の微細化に効果を発揮する。これらの効果を得るために
は最低0.005%必要である。しかし、多すぎるとT
iCを形成して母材靭性やHAZ靭性を害するため、上
限を0.02%とした。
あるが、脱酸はSiまたはTiだけでも十分であり、そ
の下限は限定しない。しかし、Al量が多くなると鋼の
清浄性が悪くなるばかりでなく、この鋼を使用して溶接
した溶接金属の靭性が劣化するので上限を0.06%と
した。
ものであるが、Nbと結合して炭窒化物を形成して強度
を増加させ、またTiNを形成して前述のようなHT8
0の性質を高める。しかしこのため、最低0.0015
%の添加が必要である。しかしながら、N量の増加はH
AZ靭性に有害なため、上限を0.0060%とした。
説明する。基本となる成分にさらにこれらの元素を添加
する目的は、本発明鋼の特徴を損なうことなく、強度、
靭性の向上を図るためである。Crは母材、溶接部の強
度を高めるが、多すぎると溶接性やHAZ靭性を著しく
劣化させる。このためその上下限をそれぞれ0.05
%、0.4%とした。Caは硫化物の形態を制御し、母
材靭性を向上させる。しかし、Ca量が0.0005%
未満では実用上効果がなく、また0.005%を超える
とCaO,CaSが多量に生成して大型介在物となり、
靭性を低下させる。このため添加量の上下限をそれぞれ
0.0005%,0.005%とした。
し、母材の強度、靭性、厳しい溶接条件でのHAZ硬さ
の測定等の調査を実施した。表1に本発明鋼と比較鋼の
化学成分を、表2に鋼板の製造プロセスと母材の強度、
靭性、厳しい溶接条件でのHAZ硬さの測定結果を示
す。
を、鋼11〜20に比較鋼の化学成分を示す。また、表
2の鋼2〜10に本発明鋼の、鋼11〜20に比較鋼に
ついて母材強度、靭性および厳しい溶接条件でのHAZ
硬さの測定結果を示す。
9.3C+Cuの和は4.2未満である。このため、溶
接入熱10kJ/cmの厳しい条件でもHAZ硬さの最高値
は350未満であった。さらに、母材の強度、靭性とも
HT80として十分な特性であった。
材の特性は十分であるが、化学成分中のCが高くまた、
C+Cuの和が高いためHAZ硬さがHv350をはる
かに超え溶接性が不十分であった。また比較鋼18〜2
0ではHAZ硬さは350未満であったが、鋼18でM
n,Mo量が不十分なため母材強度が80キロに達しな
かった。鋼19では、Cu量が少ないため母材強度が8
0キロに達しなかった。さらに、鋼20でNbが添加さ
れてないため母材強度が80キロに達しなかった。
の製造が可能となった。従来のHT80に比較し、溶接
施工能率の大幅な改善や、構造物の安全性が著しく向上
することが期待できる。従って本発明の方法で製造した
厚鋼板は建築構造物、圧力容器、海洋構造物など厳しい
環境下で使用される溶接構造物に用いることができる。
Claims (2)
- 【請求項1】 重量比で、 C:0.03〜0.05%未満、 Si:0.5%以下、 Mn:0.8〜1.5%、 P:0.02%以下、 S:0.008%以下、 Cu:0.9〜1.8%、 Ni:0.3〜2.0%、 Mo:0.4超〜0.7%、 Nb:0.005〜0.040%、 V:0.02〜0.08%、 Ti:0.005〜0.020%、 Al:0.06%以下、 N:0.0015〜0.0060%、 59.3C(%)+Cu(%)の和が4.2(%)以
下、 残部が鉄及び不可避的不純物からなる実質的にBを含有
しない鋼を950℃〜1150℃の温度範囲に再加熱し
て、1000℃以下の累積圧下量が40%以上になるよ
うに圧延を行なった後、850℃以上の温度から焼入れ
し、ついで700℃以下の温度に再加熱して焼戻処理す
ることを特徴とする溶接性の優れた80kgf/mm2 級高
張力鋼の製造法。 - 【請求項2】 重量比で、 Cr:0.05〜0.4%、 Ca:0.0005〜0.005% の1種または2種を含有する請求項1記載の溶接性の優
れた80kgf/mm2 級高張力鋼の製造法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3040277A JP2634961B2 (ja) | 1991-03-06 | 1991-03-06 | 溶接性の優れた80kgf/mm2級高張力鋼の製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3040277A JP2634961B2 (ja) | 1991-03-06 | 1991-03-06 | 溶接性の優れた80kgf/mm2級高張力鋼の製造法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH04314825A JPH04314825A (ja) | 1992-11-06 |
JP2634961B2 true JP2634961B2 (ja) | 1997-07-30 |
Family
ID=12576132
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP3040277A Expired - Lifetime JP2634961B2 (ja) | 1991-03-06 | 1991-03-06 | 溶接性の優れた80kgf/mm2級高張力鋼の製造法 |
Country Status (1)
Country | Link |
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Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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CN103695771B (zh) * | 2013-12-03 | 2016-06-29 | 武汉钢铁(集团)公司 | 抗拉强度610MPa级热轧高强薄钢板及其生产方法 |
CN113462972A (zh) * | 2021-06-21 | 2021-10-01 | 山东钢铁股份有限公司 | 一种海洋工程用调质处理高强度耐低温h型钢及其制备方法 |
Family Cites Families (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CA1207639A (en) * | 1983-03-17 | 1986-07-15 | Rodney J. Jesseman | Low alloy steel plate and process for production therefor |
JPH0826395B2 (ja) * | 1988-11-08 | 1996-03-13 | 新日本製鐵株式会社 | 溶接性の優れた80Kgf/mm▲上2▼級高張力鋼の製造法 |
-
1991
- 1991-03-06 JP JP3040277A patent/JP2634961B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH04314825A (ja) | 1992-11-06 |
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