JP3302391B2 - Ｍｎ酸化物とＡｌ酸化物の微小粒子が分散した鋼 - Google Patents
Ｍｎ酸化物とＡｌ酸化物の微小粒子が分散した鋼Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、鋼中にＭｎＳ粒子の析
出核となりやすい酸化物を多数分散させた、高機能の低
硫黄鋼材に関するものである。
出核となりやすい酸化物を多数分散させた、高機能の低
硫黄鋼材に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】大型構造物に使用される鋼材は、最近の
製鉄技術の進歩により種々の改良がなされ、優れた母材
特性を有するようになってきたが、例えば溶接接合した
場合に継手に現れる溶接熱影響部の特性を、鋼材の製造
過程で与えられる母材特性と同等に維持することは、一
般に困難である。すなわち、溶接熱によって熱影響部
（以下ＨＡＺという）の結晶粒が粗大化するために鋼が
脆化するからである。つまり、ＨＡＺの結晶粒サイズは
鋼の低温靭性に大きな影響を与えることが知られてお
り、そのためＨＡＺ組織を微細化する技術が開発され、
実用化されている。
製鉄技術の進歩により種々の改良がなされ、優れた母材
特性を有するようになってきたが、例えば溶接接合した
場合に継手に現れる溶接熱影響部の特性を、鋼材の製造
過程で与えられる母材特性と同等に維持することは、一
般に困難である。すなわち、溶接熱によって熱影響部
（以下ＨＡＺという）の結晶粒が粗大化するために鋼が
脆化するからである。つまり、ＨＡＺの結晶粒サイズは
鋼の低温靭性に大きな影響を与えることが知られてお
り、そのためＨＡＺ組織を微細化する技術が開発され、
実用化されている。
【０００３】例えば、特開昭６１−７９７４５号公報で
は、鋼中にＴｉを添加し、オーステナイト結晶粒内に微
細なＴｉ酸化物を分散させ、これを変態核として粒内フ
ェライトを発達させることによりＨＡＺ組織の微細化を
図る技術を提案している。また、特開昭６１−２３８９
４０号公報には、二次脱酸生成物として、微細なＴｉ酸
化物を均一分散させることによってＨＡＺ靭性が改善で
きることを開示している。更に、特開平０１−２２８６
４３号公報には溶存酸素量を規制した溶鋼に、Ｚｒ，Ｔ
ｉ，Ｃｅ，Ｙ，Ｈｆ等の脱酸剤を添加し、生成した脱酸
生成物を核としてＭｎＳを微細に分散させ、これによっ
て鋼組織を微細化しＨＡＺ靭性やその他の鋼特性向上に
寄与することが開示されている。更にまた、特開平０３
−０４７６６４号公報では、ＭｎＳの析出核としてＭｎ
Ｏ−ＳｉＯ2 酸化物（Ｍｎシリケート）が適しているこ
とを示している。一方、冷間加工用の薄鋼板において
も、ＭｎＳを微細に分散析出させることにより、連続焼
鈍工程においてセメンタイトの析出を促進させて加工性
を向上させることが知られている。
は、鋼中にＴｉを添加し、オーステナイト結晶粒内に微
細なＴｉ酸化物を分散させ、これを変態核として粒内フ
ェライトを発達させることによりＨＡＺ組織の微細化を
図る技術を提案している。また、特開昭６１−２３８９
４０号公報には、二次脱酸生成物として、微細なＴｉ酸
化物を均一分散させることによってＨＡＺ靭性が改善で
きることを開示している。更に、特開平０１−２２８６
４３号公報には溶存酸素量を規制した溶鋼に、Ｚｒ，Ｔ
ｉ，Ｃｅ，Ｙ，Ｈｆ等の脱酸剤を添加し、生成した脱酸
生成物を核としてＭｎＳを微細に分散させ、これによっ
て鋼組織を微細化しＨＡＺ靭性やその他の鋼特性向上に
寄与することが開示されている。更にまた、特開平０３
−０４７６６４号公報では、ＭｎＳの析出核としてＭｎ
Ｏ−ＳｉＯ2 酸化物（Ｍｎシリケート）が適しているこ
とを示している。一方、冷間加工用の薄鋼板において
も、ＭｎＳを微細に分散析出させることにより、連続焼
鈍工程においてセメンタイトの析出を促進させて加工性
を向上させることが知られている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上記したように、鋼中
に生成した脱酸生成物やＭｎＳを利用することにより材
質の向上を図ることは公知であるが、この技術をより多
くの鋼種に適用するためには、ＭｎＳの析出核として本
発明者らが以前提案したＭｎシリケート酸化物以外にも
適した酸化物を見いだす必要がある。特に、脱酸元素と
して広く用いられているＡｌを含む酸化物で、ＭｎＳ析
出に適した酸化物条件を見いだすことが重要である。
に生成した脱酸生成物やＭｎＳを利用することにより材
質の向上を図ることは公知であるが、この技術をより多
くの鋼種に適用するためには、ＭｎＳの析出核として本
発明者らが以前提案したＭｎシリケート酸化物以外にも
適した酸化物を見いだす必要がある。特に、脱酸元素と
して広く用いられているＡｌを含む酸化物で、ＭｎＳ析
出に適した酸化物条件を見いだすことが重要である。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、ＭｎＳ析
出個数が多くなるような酸化物として、脱酸元素として
広く用いられているＡｌを含むＭｎ酸化物に着目し、最
適のＭｎＯとＡｌ2 Ｏ3 の構成比を見いだすこと、およ
び更に該酸化物の個数を増加せしめるために他の強脱酸
元素を添加した場合の効果を確認することを目的とし
て、種々の研究を行なった結果、本発明を得た。すなわ
ち本発明は、 （１）重量％として、Ｍｎ：０．１〜３．０％、Ａｌ：
０．０１％以下、Ｓ：０．０１％以下を含有し、さらに
Ｎｉ，Ｃｒ，Ｍｏ，Ｃｕ，Ｎｂ，Ｖ，Ｂの少なくとも１
種以上を含み残部Ｆｅ及び不可避不純物からなり、かつ
Ｍｎ酸化物とＡｌ酸化物の微小粒子が分散した鋼におい
て、鋼中に含まれる微小粒子のうちで、酸化物とＭｎ
Ｓとから成り、かつ酸化物がＭｎ酸化物とＡｌ酸化物
から成り、その内のＭｎ酸化物の占める割合が重量％で
酸化物部分の５０〜９０％となる酸化物で、かつ０．
１〜１０μｍの大きさのものが、鋼材断面積の１mm2 あ
たり３０〜２０００個分散していることを特徴とするＭ
ｎ酸化物とＡｌ酸化物の微小粒子が分散した鋼、 （２）重量％として、Ｍｎ：０．１〜３．０％、Ａｌ：
０．０１％以下、Ｓ：０．０１％以下を含有し、さらに
Ｎｉ，Ｃｒ，Ｍｏ，Ｃｕ，Ｎｂ，Ｖ，Ｂの少なくとも１
種以上を含み残部Ｆｅ及び不可避不純物からなり、かつ
Ｍｎ酸化物とＡｌ酸化物の微小粒子が分散した鋼におい
て、鋼中に含まれる微小粒子のうちで、酸化物とＭｎ
Ｓとから成り、かつ酸化物がＭｎ酸化物とＡｌ酸化物
と、不可避的に混入されるＣａ，Ｍｇ，Ｓｉ，Ｚｒのう
ちの少なくとも一種以上の酸化物から成り、その内のＭ
ｎ酸化物の占める割合が重量％でＭｎ酸化物とＡｌ酸化
物の和の５０〜９０％となる酸化物で、かつ０．１〜
１０μｍの大きさのものが、鋼材断面積の１mm2 あたり
３０〜２０００個分散していることを特徴とするＭｎ酸
化物とＡｌ酸化物の微小粒子が分散した鋼、 （３）重量％として、Ｍｎ：０．１〜３．０％、Ａｌ：
０．０１％以下、Ｓ：０．０１％以下、およびＺｒ，Ｔ
ｉ，Ｃｅ，Ｈｆ，Ｙ，Ｓｉの一種または二種以上を０．
００２〜０．０５％含有し、さらにＮｉ，Ｃｒ，Ｍｏ，
Ｃｕ，Ｎｂ，Ｖ ，Ｂの少なくとも１種を含み残部Ｆｅ及
び不可避不純物からなり、かつＭｎ酸化物とＡｌ酸化物
の微小粒子が分散した鋼において、鋼中に含まれる微小
粒子のうちで、酸化物とＭｎＳから成り、かつ酸化
物がＭｎ酸化物とＡｌ酸化物とから成り、その内のＭｎ
酸化物の占める割合が重量％でＭｎ酸化物とＡｌ酸化物
の和の５０〜９０％となる部分と、Ｚｒ，Ｔｉ，Ｃｅ，
Ｈｆ，Ｙ，Ｓｉの一種または二種以上の酸化物とから成
る部分とで構成され、かつ０．１〜１０μｍの大きさ
のものが、鋼材断面積の１mm2 あたり３０〜２０００個
分散していることを特徴とするＭｎ酸化物とＡｌ酸化物
の微小粒子が分散した鋼、 （４）重量％として、Ｍｎ：０．１〜３．０％、Ａｌ：
０．０１％以下、Ｓ：０．０１％以下、およびＺｒ，Ｔ
ｉ，Ｃｅ，Ｈｆ，Ｙ，Ｓｉの一種または二種以上を０．
００２〜０．０５％含有し、さらにＮｉ，Ｃｒ，Ｍｏ，
Ｃｕ，Ｎｂ，Ｖ，Ｂの少なくとも１種を含み残部Ｆｅ及
び不可避不純物からなり、かつＭｎ酸化物とＡｌ酸化物
の微小粒子が分散した鋼において、鋼中に含まれる微小
粒子のうちで、酸化物とＭｎＳとから成り、かつ酸
化物がＭｎ酸化物とＡｌ酸化物と、不可避的に混入され
るＣａ，Ｍｇ，Ｓｉ，Ｚｒのうちの少なくとも一種以上
の酸化物から成り、その内のＭｎ酸化物の占める割合が
重量％でＭｎ酸化物とＡｌ酸化物の和の５０〜９０％と
なる部分と、Ｚｒ，Ｔｉ，Ｃｅ，Ｈｆ，Ｙ，Ｓｉの一種
または二種以上の酸化物とから成る部分とで構成され、
かつ０．１〜１０μｍの大きさのものが、鋼材断面積
の１mm2 あたり３０〜２０００個分散していることを特
徴とするＭｎ酸化物とＡｌ酸化物の微小粒子が分散した
鋼である。
出個数が多くなるような酸化物として、脱酸元素として
広く用いられているＡｌを含むＭｎ酸化物に着目し、最
適のＭｎＯとＡｌ2 Ｏ3 の構成比を見いだすこと、およ
び更に該酸化物の個数を増加せしめるために他の強脱酸
元素を添加した場合の効果を確認することを目的とし
て、種々の研究を行なった結果、本発明を得た。すなわ
ち本発明は、 （１）重量％として、Ｍｎ：０．１〜３．０％、Ａｌ：
０．０１％以下、Ｓ：０．０１％以下を含有し、さらに
Ｎｉ，Ｃｒ，Ｍｏ，Ｃｕ，Ｎｂ，Ｖ，Ｂの少なくとも１
種以上を含み残部Ｆｅ及び不可避不純物からなり、かつ
Ｍｎ酸化物とＡｌ酸化物の微小粒子が分散した鋼におい
て、鋼中に含まれる微小粒子のうちで、酸化物とＭｎ
Ｓとから成り、かつ酸化物がＭｎ酸化物とＡｌ酸化物
から成り、その内のＭｎ酸化物の占める割合が重量％で
酸化物部分の５０〜９０％となる酸化物で、かつ０．
１〜１０μｍの大きさのものが、鋼材断面積の１mm2 あ
たり３０〜２０００個分散していることを特徴とするＭ
ｎ酸化物とＡｌ酸化物の微小粒子が分散した鋼、 （２）重量％として、Ｍｎ：０．１〜３．０％、Ａｌ：
０．０１％以下、Ｓ：０．０１％以下を含有し、さらに
Ｎｉ，Ｃｒ，Ｍｏ，Ｃｕ，Ｎｂ，Ｖ，Ｂの少なくとも１
種以上を含み残部Ｆｅ及び不可避不純物からなり、かつ
Ｍｎ酸化物とＡｌ酸化物の微小粒子が分散した鋼におい
て、鋼中に含まれる微小粒子のうちで、酸化物とＭｎ
Ｓとから成り、かつ酸化物がＭｎ酸化物とＡｌ酸化物
と、不可避的に混入されるＣａ，Ｍｇ，Ｓｉ，Ｚｒのう
ちの少なくとも一種以上の酸化物から成り、その内のＭ
ｎ酸化物の占める割合が重量％でＭｎ酸化物とＡｌ酸化
物の和の５０〜９０％となる酸化物で、かつ０．１〜
１０μｍの大きさのものが、鋼材断面積の１mm2 あたり
３０〜２０００個分散していることを特徴とするＭｎ酸
化物とＡｌ酸化物の微小粒子が分散した鋼、 （３）重量％として、Ｍｎ：０．１〜３．０％、Ａｌ：
０．０１％以下、Ｓ：０．０１％以下、およびＺｒ，Ｔ
ｉ，Ｃｅ，Ｈｆ，Ｙ，Ｓｉの一種または二種以上を０．
００２〜０．０５％含有し、さらにＮｉ，Ｃｒ，Ｍｏ，
Ｃｕ，Ｎｂ，Ｖ ，Ｂの少なくとも１種を含み残部Ｆｅ及
び不可避不純物からなり、かつＭｎ酸化物とＡｌ酸化物
の微小粒子が分散した鋼において、鋼中に含まれる微小
粒子のうちで、酸化物とＭｎＳから成り、かつ酸化
物がＭｎ酸化物とＡｌ酸化物とから成り、その内のＭｎ
酸化物の占める割合が重量％でＭｎ酸化物とＡｌ酸化物
の和の５０〜９０％となる部分と、Ｚｒ，Ｔｉ，Ｃｅ，
Ｈｆ，Ｙ，Ｓｉの一種または二種以上の酸化物とから成
る部分とで構成され、かつ０．１〜１０μｍの大きさ
のものが、鋼材断面積の１mm2 あたり３０〜２０００個
分散していることを特徴とするＭｎ酸化物とＡｌ酸化物
の微小粒子が分散した鋼、 （４）重量％として、Ｍｎ：０．１〜３．０％、Ａｌ：
０．０１％以下、Ｓ：０．０１％以下、およびＺｒ，Ｔ
ｉ，Ｃｅ，Ｈｆ，Ｙ，Ｓｉの一種または二種以上を０．
００２〜０．０５％含有し、さらにＮｉ，Ｃｒ，Ｍｏ，
Ｃｕ，Ｎｂ，Ｖ，Ｂの少なくとも１種を含み残部Ｆｅ及
び不可避不純物からなり、かつＭｎ酸化物とＡｌ酸化物
の微小粒子が分散した鋼において、鋼中に含まれる微小
粒子のうちで、酸化物とＭｎＳとから成り、かつ酸
化物がＭｎ酸化物とＡｌ酸化物と、不可避的に混入され
るＣａ，Ｍｇ，Ｓｉ，Ｚｒのうちの少なくとも一種以上
の酸化物から成り、その内のＭｎ酸化物の占める割合が
重量％でＭｎ酸化物とＡｌ酸化物の和の５０〜９０％と
なる部分と、Ｚｒ，Ｔｉ，Ｃｅ，Ｈｆ，Ｙ，Ｓｉの一種
または二種以上の酸化物とから成る部分とで構成され、
かつ０．１〜１０μｍの大きさのものが、鋼材断面積
の１mm2 あたり３０〜２０００個分散していることを特
徴とするＭｎ酸化物とＡｌ酸化物の微小粒子が分散した
鋼である。
【０００６】上記本発明において、鋼材に通常含有する
諸元素として、Ｃｕ，Ｎｉ，Ｃｒ，Ｍｏ，Ｎｂ，Ｖ，Ｂ
等の元素は鋼材の要求特性に応じて適宜添加されるもの
である。また、不可避的に混入されるＣａ，Ｍｇ，Ｓ
ｉ，Ｚｒの酸化物とは、耐火物からの混入や精錬時のフ
ラックス、スラグ等の一部が混入することを指すもので
あり、本発明に大きな影響を与えるものではない。更
に、１０μｍを超えるものや０．１μｍ未満のサイズの
ものが含まれていても、上記サイズ範囲での上記個数条
件が満たされていれば、特に問題とはならない。
諸元素として、Ｃｕ，Ｎｉ，Ｃｒ，Ｍｏ，Ｎｂ，Ｖ，Ｂ
等の元素は鋼材の要求特性に応じて適宜添加されるもの
である。また、不可避的に混入されるＣａ，Ｍｇ，Ｓ
ｉ，Ｚｒの酸化物とは、耐火物からの混入や精錬時のフ
ラックス、スラグ等の一部が混入することを指すもので
あり、本発明に大きな影響を与えるものではない。更
に、１０μｍを超えるものや０．１μｍ未満のサイズの
ものが含まれていても、上記サイズ範囲での上記個数条
件が満たされていれば、特に問題とはならない。
【０００７】
【作用】以下、本発明を作用とともに詳細に説明する。
本発明者らは、ＭｎＳが析出しやすい酸化物であるＭｎ
Ｏ−Ａｌ2 Ｏ3 の生成について、種々の条件での実験を
行なった。すなわち、表１に示すような成分の溶鋼中へ
ＭｎとＡｌの添加割合を変化させる実験を実験室規模と
実プロセスの両方で行ない、溶鋼中に生成したＭｎＯ−
Ａｌ2 Ｏ3 におけるＭｎＯとＡｌ2 Ｏ3の形成比率、お
よびこの酸化物に析出したＭｎＳの析出個数を調査し
た。ここで、ＭｎＯとＡｌ2 Ｏ3 の形成比率は走査型電
子顕微鏡で、またＭｎＳ析出個数は二次元Ｘ線マイクロ
アナライザーで測定した。
本発明者らは、ＭｎＳが析出しやすい酸化物であるＭｎ
Ｏ−Ａｌ2 Ｏ3 の生成について、種々の条件での実験を
行なった。すなわち、表１に示すような成分の溶鋼中へ
ＭｎとＡｌの添加割合を変化させる実験を実験室規模と
実プロセスの両方で行ない、溶鋼中に生成したＭｎＯ−
Ａｌ2 Ｏ3 におけるＭｎＯとＡｌ2 Ｏ3の形成比率、お
よびこの酸化物に析出したＭｎＳの析出個数を調査し
た。ここで、ＭｎＯとＡｌ2 Ｏ3 の形成比率は走査型電
子顕微鏡で、またＭｎＳ析出個数は二次元Ｘ線マイクロ
アナライザーで測定した。
【０００８】
【表１】
【０００９】その結果を図１に示した。ここで、Ａは実
験室での結果であり、Ｂは実プロセスでの結果である
が、この図から、ＭｎＯの重量比がＭｎ酸化物（Ｍｎ
Ｏ）とＡｌ酸化物（Ａｌ2 Ｏ3 ）の和の５０〜９０％の
範囲となる時に、ＡとＢの両方の場合において、酸化物
に析出するＭｎＳの個数が極めて大きくなることが判
る。しかしながら、ＭｎとＡｌを含む酸化物は、鋼材が
急冷却された場合には微細かつ均一に分散しやすいが、
Ｂのように一般の連続鋳造法を含む製造プロセスにおい
ては、溶鋼中で凝集合体してそのサイズが大きくなりや
すい。そこで、本発明者らは、既に特開平０１−２２８
６４３号公報で開示した酸化物の微細化方法、すなわち
ＺｒやＣｅ，Ｈｆ，Ｔｉを添加する方法を本発明に応用
することを検討し、実験を行なった。前記で得られたＭ
ｎＳ析出率が高いＭｎＯ−Ａｌ2 Ｏ3が得られる溶鋼成
分のひとつとして、Ｍｎ＝２％かつＡｌ＝０．００３％
となるように成分調整し、その後ＺｒまたはＣｅ，Ｈ
ｆ，Ｔｉ更にＹ，Ｓｉのうちのひとつを０．０１％添加
した。また、ＣｅとＴｉの場合には、ＣｅとＴｉの両方
をそれぞれ０．００５％ずつ添加する実験も行ない、更
にＣｅとＺｒについては、それぞれの添加量を変える実
験も実施した。
験室での結果であり、Ｂは実プロセスでの結果である
が、この図から、ＭｎＯの重量比がＭｎ酸化物（Ｍｎ
Ｏ）とＡｌ酸化物（Ａｌ2 Ｏ3 ）の和の５０〜９０％の
範囲となる時に、ＡとＢの両方の場合において、酸化物
に析出するＭｎＳの個数が極めて大きくなることが判
る。しかしながら、ＭｎとＡｌを含む酸化物は、鋼材が
急冷却された場合には微細かつ均一に分散しやすいが、
Ｂのように一般の連続鋳造法を含む製造プロセスにおい
ては、溶鋼中で凝集合体してそのサイズが大きくなりや
すい。そこで、本発明者らは、既に特開平０１−２２８
６４３号公報で開示した酸化物の微細化方法、すなわち
ＺｒやＣｅ，Ｈｆ，Ｔｉを添加する方法を本発明に応用
することを検討し、実験を行なった。前記で得られたＭ
ｎＳ析出率が高いＭｎＯ−Ａｌ2 Ｏ3が得られる溶鋼成
分のひとつとして、Ｍｎ＝２％かつＡｌ＝０．００３％
となるように成分調整し、その後ＺｒまたはＣｅ，Ｈ
ｆ，Ｔｉ更にＹ，Ｓｉのうちのひとつを０．０１％添加
した。また、ＣｅとＴｉの場合には、ＣｅとＴｉの両方
をそれぞれ０．００５％ずつ添加する実験も行ない、更
にＣｅとＺｒについては、それぞれの添加量を変える実
験も実施した。
【００１０】図２には、それぞれの脱酸法における酸化
物個数と酸化物に析出したＭｎＳ個数の関係を示す。い
ずれの脱酸法の場合にも、Ｍｎ，Ａｌ脱酸のみの比較材
に較べて酸化物個数とＭｎＳ個数の両方とも増加した。
また、ＭｎＳの個数は、Ｈｆ＞Ｃｅ＞Ｚｒ＞Ｔｉ＞Ｙ＞
Ｓｉ＞比較材の順序となっており、また、ＣｅとＴｉを
両方を添加したものはＴｉ単独に較べてＭｎＳ個数が多
くなっていた。すなわち、強脱酸元素の添加により酸化
物個数が増加し、しかも該組成のＭｎＯ−Ａｌ2 Ｏ3 が
持つ高いＭｎＳ析出性を阻害しないことが判った。従っ
て、特定のＭｎＯ比を持つＭｎＯ−Ａｌ2 Ｏ3 と上記強
脱酸元素の酸化物を複合化させれば、微細なＭｎＳを多
数個分散させることができる。図３には、脱酸元素Ｃｅ
とＺｒについて、その添加濃度（ppm)とこれらの元素で
生成した酸化物に析出したＭｎＳ個数の関係を示した。
図から、脱酸元素を多量に含有させると効果の減少が著
しくなり、従って、ほぼ５００ppm 以下の含有量とする
のが好ましいことが判る。なお、下限を特に限定しない
が、約２０ppmであればＭｎＳ析出個数が増加する。
物個数と酸化物に析出したＭｎＳ個数の関係を示す。い
ずれの脱酸法の場合にも、Ｍｎ，Ａｌ脱酸のみの比較材
に較べて酸化物個数とＭｎＳ個数の両方とも増加した。
また、ＭｎＳの個数は、Ｈｆ＞Ｃｅ＞Ｚｒ＞Ｔｉ＞Ｙ＞
Ｓｉ＞比較材の順序となっており、また、ＣｅとＴｉを
両方を添加したものはＴｉ単独に較べてＭｎＳ個数が多
くなっていた。すなわち、強脱酸元素の添加により酸化
物個数が増加し、しかも該組成のＭｎＯ−Ａｌ2 Ｏ3 が
持つ高いＭｎＳ析出性を阻害しないことが判った。従っ
て、特定のＭｎＯ比を持つＭｎＯ−Ａｌ2 Ｏ3 と上記強
脱酸元素の酸化物を複合化させれば、微細なＭｎＳを多
数個分散させることができる。図３には、脱酸元素Ｃｅ
とＺｒについて、その添加濃度（ppm)とこれらの元素で
生成した酸化物に析出したＭｎＳ個数の関係を示した。
図から、脱酸元素を多量に含有させると効果の減少が著
しくなり、従って、ほぼ５００ppm 以下の含有量とする
のが好ましいことが判る。なお、下限を特に限定しない
が、約２０ppmであればＭｎＳ析出個数が増加する。
【００１１】次に、複合酸化物のサイズ、個数について
規定した根拠について説明する。まず、サイズに関して
は、本発明で利用する酸化物は、従来の介在物と呼ばれ
る数１０μｍ以上の、材質にとって有害な大型の酸化物
とは異なり、微小なものである。例えば、微細なフェラ
イト組織の変態核となりやすい酸化物やＭｎＳの大きさ
は数μｍであり、また、セメンタイトの析出核となるＭ
ｎＳは１μｍ以下のものが多い。しかしながら、０．１
μｍより小さいものについては、それを検出する手段が
複雑になるので、０．１〜１０μｍとし、このサイズの
酸化物について個数と材質の関係を調査した。表２に示
す基本成分で、実際の連続鋳造で製造した大入熱溶接厚
板用鋳片と深絞り薄板用鋳片の粒子（介在物）組成、該
サイズの粒子個数と材質特性値との関係を表３および表
４に示す。
規定した根拠について説明する。まず、サイズに関して
は、本発明で利用する酸化物は、従来の介在物と呼ばれ
る数１０μｍ以上の、材質にとって有害な大型の酸化物
とは異なり、微小なものである。例えば、微細なフェラ
イト組織の変態核となりやすい酸化物やＭｎＳの大きさ
は数μｍであり、また、セメンタイトの析出核となるＭ
ｎＳは１μｍ以下のものが多い。しかしながら、０．１
μｍより小さいものについては、それを検出する手段が
複雑になるので、０．１〜１０μｍとし、このサイズの
酸化物について個数と材質の関係を調査した。表２に示
す基本成分で、実際の連続鋳造で製造した大入熱溶接厚
板用鋳片と深絞り薄板用鋳片の粒子（介在物）組成、該
サイズの粒子個数と材質特性値との関係を表３および表
４に示す。
【００１２】
【表２】
【００１３】
【表３】
【００１４】
【表４】
【００１５】表３には、大入熱溶接厚板用鋳片の場合
で、粒子個数が一番少ない部位である鋳片厚み中心部で
の粒子を示すが、表から粒子（介在物）個数が鋼材断面
積の１mm2 あたり３０個未満の場合には、所定の低温
（−６０℃）での靭性を満足せず、また、０．１〜１０
μｍサイズの酸化物個数が１mm2 あたり７４個と個数を
満たしていても、Ｍｎ酸化物（ＭｎＯ）比率が低い場合
には、−６０℃靭性を満足しないことがわかる。なお、
のように、ＣａやＭｇの酸化物が耐火物や精錬時のフ
ラックス・スラグ等から混入していても、Ｍｎ酸化物と
Ａｌ酸化物が所定の割合で存在し、サイズ・個数につい
ても所定の条件が満足されていれば問題ない。一方、粒
子個数が２０００個より多い場合の結果については、今
回の試験では得られなかったが、一般に、粒子個数が極
端に多くなると、鋼の材質に悪影響を及ぼすことが知ら
れているので、ここでは、上限を鋼材断面積の１mm2 あ
たり２０００個とした。表４には、実際の連続鋳造で製
造した薄板材について、同じく粒子（介在物）の組成や
該サイズの粒子個数と連続焼鈍後の製品のｒ値（深絞り
性を表す指標）との関係を調査した結果を示す。この場
合は高Ｍｎ成分なので、一般にｒ値は１．７以下である
が、粒子の大きさ・個数が前記条件に入っているおよ
びでは、良好なｒ値を得ている。なお、１０μｍを超
えるものや０．１μｍ未満のサイズのものが含まれてい
ても、上記サイズ範囲での上記個数条件が満たされてい
れば、特に問題とはならない。
で、粒子個数が一番少ない部位である鋳片厚み中心部で
の粒子を示すが、表から粒子（介在物）個数が鋼材断面
積の１mm2 あたり３０個未満の場合には、所定の低温
（−６０℃）での靭性を満足せず、また、０．１〜１０
μｍサイズの酸化物個数が１mm2 あたり７４個と個数を
満たしていても、Ｍｎ酸化物（ＭｎＯ）比率が低い場合
には、−６０℃靭性を満足しないことがわかる。なお、
のように、ＣａやＭｇの酸化物が耐火物や精錬時のフ
ラックス・スラグ等から混入していても、Ｍｎ酸化物と
Ａｌ酸化物が所定の割合で存在し、サイズ・個数につい
ても所定の条件が満足されていれば問題ない。一方、粒
子個数が２０００個より多い場合の結果については、今
回の試験では得られなかったが、一般に、粒子個数が極
端に多くなると、鋼の材質に悪影響を及ぼすことが知ら
れているので、ここでは、上限を鋼材断面積の１mm2 あ
たり２０００個とした。表４には、実際の連続鋳造で製
造した薄板材について、同じく粒子（介在物）の組成や
該サイズの粒子個数と連続焼鈍後の製品のｒ値（深絞り
性を表す指標）との関係を調査した結果を示す。この場
合は高Ｍｎ成分なので、一般にｒ値は１．７以下である
が、粒子の大きさ・個数が前記条件に入っているおよ
びでは、良好なｒ値を得ている。なお、１０μｍを超
えるものや０．１μｍ未満のサイズのものが含まれてい
ても、上記サイズ範囲での上記個数条件が満たされてい
れば、特に問題とはならない。
【００１６】また、本発明は、該粒子条件が得られるな
らば、製造条件や製造プロセスを特に限定することはな
く、例えば、近年発展してきた双ロールをはじめとする
急冷却の薄板製造プロセスで実施することも可能であ
る。
らば、製造条件や製造プロセスを特に限定することはな
く、例えば、近年発展してきた双ロールをはじめとする
急冷却の薄板製造プロセスで実施することも可能であ
る。
【００１７】最後に、本発明で規定したＭｎとＡｌの量
は、所定の組成のＭｎＯ−Ａｌ2 Ｏ3 を形成させるため
に必要なものであるが、材質への悪影響を及ぼさないＭ
ｎの上限として３．０％とし、Ａｌについてはあまり高
くするとＭｎＯ−Ａｌ2 Ｏ3が形成されなくなるので、
０．０１％を上限とした。また、Ｓについては、前述し
たように鋼に対して悪影響を与えるので、０．０１％を
上限とした。更に、本発明において、鋼材に通常含有す
る諸元素としてＣｕ，Ｎｉ，Ｃｒ，Ｍｏ，Ｎｂ，Ｖ，Ｂ
等の元素を鋼材の要求特性に応じて適宜添加されるもの
である。
は、所定の組成のＭｎＯ−Ａｌ2 Ｏ3 を形成させるため
に必要なものであるが、材質への悪影響を及ぼさないＭ
ｎの上限として３．０％とし、Ａｌについてはあまり高
くするとＭｎＯ−Ａｌ2 Ｏ3が形成されなくなるので、
０．０１％を上限とした。また、Ｓについては、前述し
たように鋼に対して悪影響を与えるので、０．０１％を
上限とした。更に、本発明において、鋼材に通常含有す
る諸元素としてＣｕ，Ｎｉ，Ｃｒ，Ｍｏ，Ｎｂ，Ｖ，Ｂ
等の元素を鋼材の要求特性に応じて適宜添加されるもの
である。
【００１８】
（実施例１）表２のＣに示す基本成分の鋼を実際の転
炉、ＲＨおよび連続鋳造プロセスで製造し、厚板用に圧
延した鋼板からサンプルを採取して、溶接試験を行なっ
た。溶接条件は大入熱（２００kJ／cm）とし、シャルピ
ー試験により、延性／脆性破面遷移温度を測定した。結
果を表３に示すが、本発明の条件を満足する，で
は、要求材質特性（今回の場合は−６０℃）を十分に満
たすことができた。
炉、ＲＨおよび連続鋳造プロセスで製造し、厚板用に圧
延した鋼板からサンプルを採取して、溶接試験を行なっ
た。溶接条件は大入熱（２００kJ／cm）とし、シャルピ
ー試験により、延性／脆性破面遷移温度を測定した。結
果を表３に示すが、本発明の条件を満足する，で
は、要求材質特性（今回の場合は−６０℃）を十分に満
たすことができた。
【００１９】（実施例２）表２のＤに示す基本成分の鋼
を実際の転炉、ＲＨおよび連続鋳造プロセスで製造し、
薄板に冷間圧延後、連続焼鈍プロセスで時効処理を行な
い、切りだしたサンプルについて深絞り性の評価を行な
った。結果を表４に示すが、本発明の条件を満足する
およびでは、要求材質特性（今回の場合には、ｒ＞
１．８）を十分に満足する材料が得られた。
を実際の転炉、ＲＨおよび連続鋳造プロセスで製造し、
薄板に冷間圧延後、連続焼鈍プロセスで時効処理を行な
い、切りだしたサンプルについて深絞り性の評価を行な
った。結果を表４に示すが、本発明の条件を満足する
およびでは、要求材質特性（今回の場合には、ｒ＞
１．８）を十分に満足する材料が得られた。
【００２０】
【発明の効果】以上のように、本発明により多数のＭｎ
Ｓが鋼中に析出し、その結果として、材質の優れた鋼を
得ることができた。
Ｓが鋼中に析出し、その結果として、材質の優れた鋼を
得ることができた。
【図１】実験室および実製造プロセスで得られた、Ｍｎ
酸化物がＭｎ酸化物とＡｌ酸化物の和にしめる割合と酸
化物へ析出したＭｎＳ個数の関係を示した図である。
酸化物がＭｎ酸化物とＡｌ酸化物の和にしめる割合と酸
化物へ析出したＭｎＳ個数の関係を示した図である。
【図２】実験室で得られた酸化物個数と酸化物に析出し
たＭｎＳ個数の関係を示した図である。
たＭｎＳ個数の関係を示した図である。
【図３】ＣｅおよびＺｒ濃度と酸化物に析出したＭｎＳ
個数の関係を示した図である。
個数の関係を示した図である。
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平１−228643（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−291356（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−204116（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−47664（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−177120（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) C22C 38/00 301 C22C 38/06
Claims (4)
- 【請求項１】 重量％として、Ｍｎ：０．１〜３．０
％、Ａｌ：０．０１％以下、Ｓ：０．０１％以下を含有
し、さらにＮｉ，Ｃｒ，Ｍｏ，Ｃｕ，Ｎｂ，Ｖ，Ｂの少
なくとも１種以上を含み残部Ｆｅ及び不可避不純物から
なり、かつＭｎ酸化物とＡｌ酸化物の微小粒子が分散し
た鋼において、鋼中に含まれる微小粒子のうちで、酸
化物とＭｎＳとから成り、かつ酸化物がＭｎ酸化物と
Ａｌ酸化物から成り、その内のＭｎ酸化物の占める割合
が重量％で酸化物部分の５０〜９０％となる酸化物で、
かつ０．１〜１０μｍの大きさのものが、鋼材断面積
の１mm2 あたり３０〜２０００個分散していることを特
徴とするＭｎ酸化物とＡｌ酸化物の微小粒子が分散した
鋼。 - 【請求項２】 重量％として、Ｍｎ：０．１〜３．０
％、Ａｌ：０．０１％以下、Ｓ：０．０１％以下を含有
し、さらにＮｉ，Ｃｒ，Ｍｏ，Ｃｕ，Ｎｂ，Ｖ，Ｂの少
なくとも１種以上を含み残部Ｆｅ及び不可避不純物から
なり、かつＭｎ酸化物とＡｌ酸化物の微小粒子が分散し
た鋼において、鋼中に含まれる微小粒子のうちで、酸
化物とＭｎＳとから成り、かつ酸化物がＭｎ酸化物と
Ａｌ酸化物と、不可避的に混入されるＣａ，Ｍｇ，Ｓ
ｉ，Ｚｒのうちの少なくとも一種以上の酸化物から成
り、その内のＭｎ酸化物の占める割合が重量％でＭｎ酸
化物とＡｌ酸化物の和の５０〜９０％となる酸化物で、
かつ０．１〜１０μｍの大きさのものが、鋼材断面積
の１mm2 あたり３０〜２０００個分散していることを特
徴とするＭｎ酸化物とＡｌ酸化物の微小粒子が分散した
鋼。 - 【請求項３】 重量％として、Ｍｎ：０．１〜３．０
％、Ａｌ：０．０１％以下、Ｓ：０．０１％以下、およ
びＺｒ，Ｔｉ，Ｃｅ，Ｈｆ，Ｙ，Ｓｉの一種または二種
以上を０．００２〜０．０５％含有し、さらにＮｉ，Ｃ
ｒ，Ｍｏ，Ｃｕ，Ｎｂ，Ｖ，Ｂの少なくとも１種を含み
残部Ｆｅ及び不可避不純物からなり、かつＭｎ酸化物と
Ａｌ酸化物の微小粒子が分散した鋼において、鋼中に含
まれる微小粒子のうちで、酸化物とＭｎＳから成り、
かつ酸化物がＭｎ酸化物とＡｌ酸化物とから成り、そ
の内のＭｎ酸化物の占める割合が重量％でＭｎ酸化物と
Ａｌ酸化物の和の５０〜９０％となる部分と、Ｚｒ，Ｔ
ｉ，Ｃｅ，Ｈｆ，Ｙ，Ｓｉの一種または二種以上の酸化
物とから成る部分とで構成され、かつ０．１〜１０μ
ｍの大きさのものが、鋼材断面積の１mm2 あたり３０〜
２０００個分散していることを特徴とするＭｎ酸化物と
Ａｌ酸化物の微小粒子が分散した鋼。 - 【請求項４】 重量％として、Ｍｎ：０．１〜３．０
％、Ａｌ：０．０１％以下、Ｓ：０．０１％以下、およ
びＺｒ，Ｔｉ，Ｃｅ，Ｈｆ，Ｙ，Ｓｉの一種または二種
以上を０．００２〜０．０５％含有し、さらにＮｉ，Ｃ
ｒ，Ｍｏ，Ｃｕ，Ｎｂ，Ｖ，Ｂの少なくとも１種を含み
残部Ｆｅ及び不可避不純物からなり、かつＭｎ酸化物と
Ａｌ酸化物の微小粒子が分散した鋼において、鋼中に含
まれる微小粒子のうちで、酸化物とＭｎＳとから成
り、かつ酸化物がＭｎ酸化物とＡｌ酸化物と、不可避
的に混入されるＣａ，Ｍｇ，Ｓｉ，Ｚｒのうちの少なく
とも一種以上の酸化物から成り、その内のＭｎ酸化物の
占める割合が重量％でＭｎ酸化物とＡｌ酸化物の和の５
０〜９０％となる部分と、Ｚｒ，Ｔｉ，Ｃｅ，Ｈｆ，
Ｙ，Ｓｉの一種または二種以上の酸化物とから成る部分
とで構成され、かつ０．１〜１０μｍの大きさのもの
が、鋼材断面積の１mm2 あたり３０〜２０００個分散し
ていることを特徴とするＭｎ酸化物とＡｌ酸化物の微小
粒子が分散した鋼。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP07172092A JP3302391B2 (ja) | 1992-03-27 | 1992-03-27 | Ｍｎ酸化物とＡｌ酸化物の微小粒子が分散した鋼 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP07172092A JP3302391B2 (ja) | 1992-03-27 | 1992-03-27 | Ｍｎ酸化物とＡｌ酸化物の微小粒子が分散した鋼 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05271864A JPH05271864A (ja) | 1993-10-19 |
| JP3302391B2 true JP3302391B2 (ja) | 2002-07-15 |
Family
ID=13468643
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP07172092A Expired - Fee Related JP3302391B2 (ja) | 1992-03-27 | 1992-03-27 | Ｍｎ酸化物とＡｌ酸化物の微小粒子が分散した鋼 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3302391B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4399018B1 (ja) * | 2008-07-15 | 2010-01-13 | 新日本製鐵株式会社 | 溶接熱影響部の靭性に優れた鋼板 |
| JP5888119B2 (ja) * | 2012-05-28 | 2016-03-16 | 新日鐵住金株式会社 | Ｈａｚ靱性に優れた厚鋼板 |
| JP6086036B2 (ja) * | 2013-06-24 | 2017-03-01 | 新日鐵住金株式会社 | 溶接熱影響部靱性に優れた厚板鋼材とその溶製方法 |
| CN112159928B (zh) * | 2020-09-28 | 2021-11-12 | 广东韶钢松山股份有限公司 | 一种含Zr轴承钢及其制备方法 |
-
1992
- 1992-03-27 JP JP07172092A patent/JP3302391B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05271864A (ja) | 1993-10-19 |
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