JP2780104B2

JP2780104B2 - 強靭鋼の高能率製造方法

Info

Publication number: JP2780104B2
Application number: JP1089983A
Authority: JP
Inventors: 淳彦吉江; 政昭藤岡; 崇史藤田; 泰光尾上
Original assignee: Nippon Steel Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1989-04-10
Filing date: 1989-04-10
Publication date: 1998-07-30
Anticipated expiration: 2013-07-30
Also published as: JPH02270914A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は、オーステナイトを微細化する過程を必要と
することなく、強靭鋼を高能率に製造する方法に関する
ものである。

（従来の技術） 60〜80キロHTや低温用鋼は、通常、焼入れ焼戻しプロ
セスによって製造される。このプロセスにおいては、オ
ーステナイト組織を可及的に微細化するためにAc₁点直
上の温度に加熱して焼入れを行っていた。このようなプ
ロセスは、たとえば特公昭46−3851号公報、特公昭47−
7981号公報、特公昭53−23241号公報および特公昭56−2
0335号公報等に開示されている。これらはいずれもオー
ステナイトの粗大化を狙ったものではなく、また焼戻し
も高温の炉に材料を装入し、短時間に行うものではな
い。

（発明が解決しようとする課題）本発明は、焼入れ焼戻しによって鋼を製造するに際
し、敢えてオーステナイトを微細化する必要はなく、ま
た焼戻し過程において、目的とする焼戻し温度よりもは
るかに高い温度に保たれた炉に材料を装入し、短時間に
能率良く焼戻し処理を行うことができる強靭鋼の製造方
法を提供する。

（課題を解決するための手段）本発明は、重量で、 C :0.03〜0.2％、 Si:0.03〜0.5％、 Mn:0.3〜1.8％、 Al:0.019〜0.064％、 Cu、Ni、Cr、Mo:合計量で0.3％超2.7％以下、 B :0.0003〜0.003％を含有し、さらに、必要に応じて V :0.1％以下、 Nb:0.1％以下、 Ti:0.1％以下の１種以上を合計で0.2％以下含有し、残部Feおよび不
可避的不純物からなる鋼を、900℃以上で圧延を終了す
るよう熱間圧延し、冷却速度（℃/s）＞23−0.25×板厚
（mm）を満足する冷却速度で400℃以下の温度まで水冷
し、次いで850℃以上の温度に保たれた炉に装入し、鋼
の表面温度が400℃以上700℃以下の温度になった時点で
炉から抽出する焼戻し処理を行うことを特徴とする強靭
鋼の高能率製造方法である。

（作用）本発明にあっては、所定の成分の鋼を鋳造まま直ちに
または温度調整のための加熱後もしくは一旦冷片となっ
たものを再加熱後圧延し、900℃以上の高温で圧延を終
了する。これにより、オーステナイトが過度に微細化さ
れず、焼入れ性が劣化することなく焼入れされる。

また、焼戻しも、従来技術にあっては目的とする温度
に保たれた炉の中に鋼を装入し、極めて長時間をかけて
昇温し、さらにその温度に30分〜１時間保定することに
より行っていたが、本発明においては、極めて短時間の
うちに目的の温度に加熱し、さらにその温度に保持する
ことなく直ちに炉から抽出することによって、微細な焼
入れ焼戻し組織を得るとともに、セメンタイトの凝集、
析出物の粗大化を防ぎ、優れた機械的性質を有する鋼を
得る。

Ｃは鋼の焼入れ性および強度を高めるために添加す
る。0.03％未満では効果が十分に発揮されない。また0.
2％超では靭性および溶接性を劣化させる。

SiはＣと同様の効果をもたらすが、Ｃより効果が小さ
く、そのために下限を0.03％に、上限を0.5％にした。

MnもＣと同様に鋼の焼入れ性および強度を高める効果
があるが、Ｃとは異なりその量を増しても靭性をあまり
劣化させない。このため0.3〜1.8％添加する。

そのほかCu、Ni、Cr、Moを添加するが、いずれも鋼の
靭性を損なわず、地鉄の強化、焼入れ性の増大に効果が
ある。これらの元素は合計量で下限を0.3％超、上限を
2.7％にした。0.3％以下では効果が小さく、2.7％超で
は溶接性および靭性が劣化する。

Ｂは鋼の焼入れ性を高めるために添加し、微量で効果
があるが、0.0003％未満では効果がなく、0.003％超で
は靭性を劣化させる。

Ｖ、Nb、Tiは微量で析出硬化作用を持ち、強度を高め
るために必要に応じ添加するが、それぞれ0.1％以下、
合計で0.2％以下の量で添加してもかまわない。Ｎは特
に限定しないが、0.005％以下が望ましい。

上記成分の鋼を鋳造後圧延を行うが、直接圧延、再加
熱圧延のいずれでもかまわない。圧延によりオーステナ
イトが細粒化して焼入れ性を劣化させるのを防ぐため、
900℃以上で圧延を終了しなければならない。

さらに、圧延の終了後水冷により焼入れを行うが、冷
却速度が遅いと焼きが入らない。冷却速度は板厚によっ
て異なるために、冷却速度（℃/s）＞23−0.25×板厚
（mm）を満足しなければならない。また、冷却の終了温
度は400℃以下でないと焼入れ組織が得られない。

焼戻しは通常の方法とは異なり急速に焼戻しを行うた
め、目的とする焼戻し温度（通常600〜650℃）より高い
850℃以上に予め加熱された炉中に挿入する。850℃未満
では急速加熱が不十分で、効果が少ない。400℃以上700
℃以下の焼戻し温度になった時点で炉から抽出する。こ
の温度で保定を行うとセメンタイトが凝集し、その他の
析出物も粗大化するので、保定は行わない。

（実施例）表１に鋼の化学成分、表２に製造条件と材質を示す。
Ｈ、Ｓの符号を付けたものは比較例で、Ｈの符号が付い
たものはそれぞれＨの符号が付かない１〜４の鋼と同じ
化学成分で、鋼の成分要件は満たすが、他の製造条件が
要件を見たさないものであり、Ｓの符号が付いたものは
鋼の化学成分が要件を満たさないものである。これよ
り、本発明の有効性が明らかである。

（発明の効果）本発明により、粗大なオーステナイトからでも微細な
焼入れ焼戻し組織が得られ、優れた靭性を有する高張力
鋼が高能率で得られる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者尾上泰光福岡県北九州市八幡東区枝光１―１―１新日本製鐵株式会社第三技術研究所内 (56)参考文献特開昭61−163210（ＪＰ，Ａ) 特開昭61−48517（ＪＰ，Ａ) 特開昭58−104120（ＪＰ，Ａ) 特開昭58−96817（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) C21D 8/02

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】重量で、 C :0.03〜0.2％、 Si:0.03〜0.5％、 Mn:0.3〜1.8％、 Al:0.019〜0.064％、さらにCu、Ni、Cr、Mo:合計量で0.3％超2.7％以下、 B :0.0003〜0.003％を含有し、残部Feおよび不可避的不純物からなる鋼を、
900℃以上で圧延を終了するよう熱間圧延し、冷却速度
（℃/s）＞23−0.25×板厚（mm）を満足する冷却速度で
400℃以下の温度まで水冷し、次いで850℃以上の温度に
保たれた炉に装入し、鋼の表面温度が400℃以上700℃以
下の温度になった時点で炉から抽出する焼戻し処理を行
うことを特徴とする強靭鋼の高能率製造方法。
【請求項２】重量で、 C :0.03〜0.2％、 Si:0.03〜0.5％、 Mn:0.3〜1.8％、 Al:0.019〜0.064％、 Cu、Ni、Cr、Mo:合計量で0.3％超2.7％以下、 B :0.0003〜0.003％を含有し、さらに、 V :0.1％以下、 Nb:0.1％以下、 Ti:0.1％以下の１種以上を合計で0.2％以下含有し、残部Feおよび不
可避的不純物からなる鋼を、900℃以上で圧延を終了す
るよう熱間圧延し、冷却速度（℃/s）＞23−0.25×板厚
（mm）を満足する冷却速度で400℃以下の温度まで水冷
し、次いで850℃以上の温度に保たれた炉に装入し、鋼
の表面温度が400℃以上700℃以下の温度になった時点で
炉から抽出する焼戻し処理を行うことを特徴とする強靭
鋼の高能率製造方法。