JP3502842B2 - 600MPa class steel with excellent low YR characteristics and super high heat input weld joint toughness - Google Patents

600MPa class steel with excellent low YR characteristics and super high heat input weld joint toughness

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JP3502842B2
JP3502842B2 JP2001057031A JP2001057031A JP3502842B2 JP 3502842 B2 JP3502842 B2 JP 3502842B2 JP 2001057031 A JP2001057031 A JP 2001057031A JP 2001057031 A JP2001057031 A JP 2001057031A JP 3502842 B2 JP3502842 B2 JP 3502842B2
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Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、中高層ビルや橋梁
などの大型建築構造物に使用するに適した低YR特性お
よび超大入熱溶接継手靭性に優れた600MPa級鋼に
関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a 600 MPa class steel which is suitable for use in large-scale building structures such as middle- and high-rise buildings and bridges and has excellent low YR characteristics and super-high heat input welded joint toughness.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、中高層ビル、橋梁などの大型建築
構造物に使用される溶接用鋼材の材質特性に対する要望
は厳しさを増している。さらにそのような構造物を建造
する際、溶接の効率化を促進するため、フラックス−銅
バッキング溶接法、エレクトロガス溶接法、エレクトロ
スラグ溶接法などに代表されるような大入熱溶接法の適
用が希望されており、鋼材自身の靭性と同様に、HAZ
の靭性への要求も厳しさを増している。また、大型建築
構造物は、耐震性が要求されるため鋼材自身の低YR
(YP/TS)特性及び高い引張強さの600MPa級
鋼が必要とされている。
2. Description of the Related Art In recent years, demands for material characteristics of steel materials for welding used in large-scale building structures such as middle and high-rise buildings and bridges have become more severe. Further, in constructing such a structure, in order to promote efficiency of welding, application of large heat input welding method represented by flux-copper backing welding method, electrogas welding method, electroslag welding method, etc. Is desired, and HAZ as well as the toughness of steel itself
The demands on the toughness of steel are increasing. In addition, since large building structures require earthquake resistance, the low YR of steel itself
There is a need for 600 MPa grade steel with (YP / TS) properties and high tensile strength.

【0003】600MPa級鋼として、ミクロ組織条件
下で引張強さ590MPa以上を達成するには、鋼成分
系では、特にCを高め、Cu・Ni添加およびNb添加
が必要となるが、これらの成分調整を行うと、超大入熱
溶接継手靭性が低下するという問題が発生する。
In order to achieve a tensile strength of 590 MPa or more under microstructural conditions as a 600 MPa class steel, it is particularly necessary to increase C in the steel component system and to add Cu / Ni and Nb. If the adjustment is performed, there occurs a problem that the super large heat input welded joint toughness decreases.

【0004】大入熱溶接時の鋼材のHAZ靭性に注目し
た提案は従来から数多くある。
[0004] There have been many proposals that have focused on the HAZ toughness of steel during high heat input welding.

【0005】例えば、特公昭55−26164号公報等
に開示されるように、微細なTi窒化物を鋼中に確保す
ることによって、HAZのオーステナイト粒を小さく
し、靭性を向上させる方法がある。また、特開平3−2
64614号公報ではTi窒化物とMnSとの複合析出
物をフェライトの変態核として活用し、HAZの靭性を
向上させる方法が提案されている。
[0005] For example, as disclosed in Japanese Patent Publication No. 55-26164, there is a method of reducing the austenite grains of HAZ and improving the toughness by securing a fine Ti nitride in the steel. In addition, JP-A-3-2
Japanese Patent No. 64614 proposes a method of utilizing the composite precipitate of Ti nitride and MnS as a transformation nucleus of ferrite to improve the toughness of HAZ.

【0006】しかしながら、Ti窒化物は、HAZのう
ち最高到達温度が1400℃を超える溶接金属との境界
(溶接ボンド部と称する)近傍ではほとんど固溶してし
まうので靭性向上効果が低下してしまうという問題があ
り、近年の厳しい鋼材特性への要求を達成することが困
難である。
However, the Ti nitride almost forms a solid solution in the vicinity of the boundary (referred to as a weld bond portion) between the HAZ and the weld metal whose maximum temperature exceeds 1400 ° C., so that the effect of improving the toughness is deteriorated. However, it is difficult to meet the recent demands for strict steel material properties.

【0007】この溶接ボンド部近傍の靭性を改善する方
法として、Ti酸化物を含有した鋼が厚板、形鋼などの
様々な分野で使用されている。例えば厚板分野では特開
昭61−79745号公報や特開昭62−103344
号公報に例示されているように、Ti酸化物を含有した
鋼が大入熱溶接部靭性向上に非常に有効であり、高張力
鋼への適用が有望である。この原理は、鋼の融点におい
ても安定なTi酸化物をサイトとして、溶接後の温度低
下途中にTi窒化物、MnS等が析出し、さらにそれら
をサイトとして微細フェライトが生成し、その結果靭性
に有害な粗大フェライトの生成が抑制され、靭性の劣化
が防止できるというものである。しかしながら、このよ
うなTi酸化物は鋼中へ分散される個数をあまり多くす
ることができない。その原因はTi酸化物の粗大化や凝
集合体であり、Ti酸化物の個数を増加させようとすれ
ば5μm以上の粗大なTi酸化物、いわゆる介在物が増
加してしまう。この5μm以上の介在物は構造物の破壊
の起点となって有害であり、靭性の低下を引き起こす。
したがって、さらなるHAZ靭性の向上を達成するため
には、粗大化や凝集合体が起こりにくく、Ti酸化物よ
りも微細に分散する酸化物を活用する必要がある。
As a method for improving the toughness in the vicinity of the weld bond, steel containing Ti oxide is used in various fields such as thick plate and shaped steel. For example, in the field of thick plates, JP-A-61-79745 and JP-A-62-103344.
As exemplified in the publication, steel containing a Ti oxide is very effective in improving the toughness of a large heat input welded portion, and its application to high-strength steel is promising. The principle is that Ti oxide, which is stable even at the melting point of steel, is used as a site, Ti nitride, MnS, etc. are precipitated during the temperature decrease after welding, and fine ferrite is generated using them as sites, resulting in toughness. Generation of harmful coarse ferrite is suppressed, and deterioration of toughness can be prevented. However, the number of such Ti oxides dispersed in steel cannot be increased so much. The cause is coarsening or aggregation of Ti oxides, and if an attempt is made to increase the number of Ti oxides, coarse Ti oxides of 5 μm or more, so-called inclusions will increase. The inclusions having a size of 5 μm or more serve as a starting point of structural destruction, which is harmful and causes a decrease in toughness.
Therefore, in order to further improve the HAZ toughness, it is necessary to utilize an oxide that is less prone to coarsening and agglomeration and finely dispersed than the Ti oxide.

【0008】また、このようなTi酸化物の鋼中への分
散方法としては、Al等の強脱酸元素を実質的に含まな
い溶鋼中へのTi添加によるものが多い。しかしなが
ら、単に溶鋼中にTiを添加するだけでは鋼中のTi酸
化物の個数、分散度を制御することは困難であり、さら
には、TiN、MnS等の析出物の個数、分散度を制御
することも困難である。その結果、Ti脱酸のみによっ
てTi酸化物を分散させた鋼においては、例えば、Ti
酸化物の個数が充分でなかったり、厚板の板厚方向の靭
性変動を生じる等の問題点が認められる。
Further, as a method of dispersing such a Ti oxide in steel, there is often a method of adding Ti to molten steel which does not substantially contain a strong deoxidizing element such as Al. However, it is difficult to control the number and degree of dispersion of Ti oxide in the steel by simply adding Ti to the molten steel, and further control the number and degree of dispersion of precipitates such as TiN and MnS. Is also difficult. As a result, in the steel in which the Ti oxide is dispersed only by Ti deoxidation, for example, Ti
Problems such as insufficient number of oxides and variation in toughness of the thick plate in the plate thickness direction are recognized.

【0009】さらに、上記特開昭61−79745号公
報などの方法では、Ti酸化物を生成しやすくするため
に、Al量の上限を、0.007%という非常に少ない
量で制限している。鋼材中のAl量が少ない場合、Al
N析出物量の不足などの原因により、母材の靭性が低下
する場合がある。また、通常使用されている溶接材料を
用いてAl量の少ない鋼板を溶接した場合、溶接金属の
靭性が低下する場合がある。
Further, in the method disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 61-79745, the upper limit of the amount of Al is limited to a very small amount of 0.007% in order to easily produce Ti oxide. . When the amount of Al in steel is small, Al
The toughness of the base material may decrease due to a lack of N precipitate amount or the like. Further, when a steel plate having a small amount of Al is welded by using a commonly used welding material, the toughness of the weld metal may decrease.

【0010】このような課題に対して、特開平6−29
3937号公報においてTi添加直後のAlを添加する
ことで、生成するTi−Al複合酸化物を活用する技術
が提案されている。この技術により、大入熱溶接HAZ
靭性を大幅に向上させることが可能であるが、直近、建
設業界等においては、大型の建築用構造材を溶接するこ
とが求められていて、500kJ/cm以上、大きいも
のでは1000kJ/cmものさらなる溶接入熱の増加
が進められており、より一層のHAZ靭性を有する60
0MPa級鋼材が必要とされている。この際、特に溶接
融合部近傍の靭性向上が必要となる。また、大型の建築
用構造材には耐震性も要求されることとなるから、80
%以下の低YR特性を有する鋼材とすることも必要とさ
れる。
With respect to such a problem, Japanese Patent Laid-Open No. 6-29
Japanese Patent No. 3937 proposes a technique of utilizing the Ti-Al composite oxide generated by adding Al immediately after the addition of Ti. With this technology, large heat input welding HAZ
Although it is possible to significantly improve toughness, recently, in the construction industry, etc., it is required to weld a large structural material for construction, 500 kJ / cm or more, and a large one is more than 1000 kJ / cm. Welding heat input is increasing, and HAZ toughness is even higher.
0 MPa grade steel is required. At this time, it is particularly necessary to improve the toughness in the vicinity of the welded fusion portion. In addition, large-scale structural materials will also be required to have earthquake resistance.
It is also necessary to make a steel material having a low YR characteristic of not more than%.

【0011】[0011]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、前記のよう
な入熱500kJ/cm以上の超大入熱の溶接時におい
ても、優れたHAZ靭性を実現した低YR特性(YR≦
80%)の600MPa級鋼を提供することを課題とす
るものである。
The present invention has a low YR characteristic (YR ≦ YR) that achieves excellent HAZ toughness even during welding with an extremely large heat input of 500 kJ / cm or more as described above.
(80%) 600 MPa class steel.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】本発明者は、低YR特性
の600MPa級鋼を提供すべく研究した結果、YR≦
80%を達成するためには、ミクロ組織がフェライトと
ベイナイトとの二相でフェライト分率が25〜75%で
あることが必要であることを知見した。そして、そのよ
うなミクロ組織条件下でTS≧590MPaを達成する
ためには、鋼の成分として、Cを高め、Cu、Ni、N
bの添加が必要となるが、これらの元素は超大入熱溶接
継手靭性を低下させる。この超大入熱溶接継手靭性の低
下を酸化物分散によって防止し得ることを見出して、本
発明を完成した。その発明の要旨は以下の通りである。
The present inventor has conducted research to provide a 600 MPa class steel having low YR characteristics, and as a result, YR≤
In order to achieve 80%, it was found that the microstructure needs to have two phases of ferrite and bainite and a ferrite fraction of 25 to 75%. Then, in order to achieve TS ≧ 590 MPa under such a microstructure condition, C is increased as a component of steel, and Cu, Ni, N are added.
Although the addition of b is necessary, these elements reduce the super high heat input welded joint toughness. The present invention has been completed by finding that the reduction of the toughness of the ultra-high heat input welded joint can be prevented by the oxide dispersion. The gist of the invention is as follows.

【0013】(1) 質量%で、 C:0.1〜0.2%、 Si:0.05〜0.25%、 Mn:0.4〜2.0%、 P:0.02%以下、 S:0.02%以下、 Cu:0.1〜1.0%、 Ni:0.1〜1.0%、 Al:0.005〜0.04%、 Ti:0.005〜0.03%、 Nb:0.005〜0.05%、 Ca:0.0005〜0.003% を含有し、残部はFeおよび不可避不純物からなる鋼
で、かつ、この鋼中に円相当径で0.005〜2.0μ
mの酸化物粒子を単位面積当たりの個数密度で100〜
3000個/mm2含有し、その酸化物粒子の組成が少
なくともCa、Al、Oを含み、Oを除いた元素が質量
比で、 Ca:5%以上、 Al:5%以上 を含有し、かつ鋼のミクロ組織がフェライトとベイナイ
トとの二相でフェライト分率が25%〜75%であるこ
とを特徴とする低YR特性および超大入熱溶接継手靭性
に優れた600MPa級鋼。
(1) In mass%, C: 0.1 to 0.2%, Si: 0.05 to 0.25%, Mn: 0.4 to 2.0%, P: 0.02% or less , S: 0.02% or less, Cu: 0.1 to 1.0%, Ni: 0.1 to 1.0%, Al: 0.005 to 0.04%, Ti: 0.005 to 0. Steel containing 03%, Nb: 0.005 to 0.05%, Ca: 0.0005 to 0.003%, and the balance being Fe and inevitable impurities, and having a circle equivalent diameter of 0 in the steel. 0.005-2.0μ
The number density of the oxide particles of m is 100 to 100 per unit area.
3000 pieces / mm 2 contained, the composition of the oxide particles thereof contains at least Ca, Al, and O, and the elements other than O are contained in a mass ratio of Ca: 5% or more, Al: 5% or more, and A 600 MPa class steel excellent in low YR characteristics and super large heat input welded joint toughness, characterized in that the microstructure of the steel is two phases of ferrite and bainite and the ferrite fraction is 25% to 75%.

【0014】(2) 前記酸化物粒子の組成が少なくと
もCa、Al、O、Sを含み、Oを除いた元素が質量比
で、 Ca:5%以上、 Al:5%以上、 S:1%以上 を含有し、残部がその他不可避不純物からなることを特
徴とする上記(1)記載の低YR特性および超大入熱溶
接継手靭性に優れた600MPa級鋼。
(2) The composition of the oxide particles contains at least Ca, Al, O, and S, and the elements other than O are mass ratio, Ca: 5% or more, Al: 5% or more, S: 1% A 600 MPa grade steel containing the above, and the balance consisting of other unavoidable impurities, which is excellent in low YR characteristics and super large heat input welded joint toughness according to the above (1).

【0015】(3) 質量%で、 C:0.1〜0.2%、 Si:0.05〜0.25%、 Mn:0.4〜2.0%、 P:0.02%以下、 S:0.02%以下、 Cu:0.1〜1.0%、 Ni:0.1〜1.0%、 Al:0.005〜0.04%、 Ti:0.005〜0.03%、 Nb:0.005〜0.05%、 Ca:0.0005〜0.003%、 Mg:0.002%以下 を含有し、残部はFeおよび不可避不純物からなる鋼
で、かつ、この鋼中に円相当径で0.005〜2.0μ
mの酸化物粒子を単位面積当たりの個数密度で100〜
3000個/mm2含有し、その酸化物粒子の組成が少
なくともCa、Al、Mg、Oを含み、Oを除いた元素
が質量比で、 Ca:5%以上、 Al:5%以上、 Mg:1%以上 を含有し、かつ鋼のミクロ組織がフェライトとベイナイ
トとの二相でフェライト分率が25%〜75%であるこ
とを特徴とする低YR特性および超大入熱溶接継手靭性
に優れた600MPa級鋼。
(3) C: 0.1 to 0.2%, Si: 0.05 to 0.25%, Mn: 0.4 to 2.0%, P: 0.02% or less in mass% , S: 0.02% or less, Cu: 0.1 to 1.0%, Ni: 0.1 to 1.0%, Al: 0.005 to 0.04%, Ti: 0.005 to 0. 03%, Nb: 0.005 to 0.05%, Ca: 0.0005 to 0.003%, Mg: 0.002% or less, the balance being steel consisting of Fe and unavoidable impurities, and Equivalent circle diameter in steel 0.005-2.0μ
The number density of the oxide particles of m is 100 to 100 per unit area.
3000 pieces / mm 2 contained, the composition of the oxide particles includes at least Ca, Al, Mg and O, and the elements except O are mass ratio, Ca: 5% or more, Al: 5% or more, Mg: Excellent in low YR characteristics and super large heat input welded joint toughness, characterized by containing 1% or more, and having a steel microstructure with two phases of ferrite and bainite and a ferrite fraction of 25% to 75%. 600 MPa grade steel.

【0016】(4) 前記酸化物粒子の組成が少なくと
もCa、Al、Mg、O、Sを含み、Oを除いた元素が
質量比で、 Ca:5%以上、 Al:5%以上、 Mg:1%以上、 S:1%以上 を含有し、残部がその他不可避不純物からなることを特
徴とする上記(3)記載の低YR特性および超大入熱溶
接継手靭性に優れた600MPa級鋼。
(4) The composition of the oxide particles contains at least Ca, Al, Mg, O, and S, and the elements except O are mass ratio, Ca: 5% or more, Al: 5% or more, Mg: 1 MPa or more, S: 1% or more, and the balance consisting of other unavoidable impurities, 600 MPa class steel excellent in low YR characteristics and super large heat input welded joint toughness according to the above (3).

【0017】(5) 質量%で、 V:0.1%以下、 Cr:0.6%以下、 Mo:0.6%以下 の内の1種または2種以上を含有することを特徴とする
上記(1)〜(4)のいずれかに記載の低YR特性およ
び超大入熱溶接継手靭性に優れた600MPa級鋼。
(5) It is characterized by containing one or more of V: 0.1% or less, Cr: 0.6% or less, and Mo: 0.6% or less in mass%. A 600 MPa grade steel excellent in the low YR characteristics and the super large heat input welded joint toughness according to any one of the above (1) to (4).

【0018】(6) 質量%で、 B:0.0005〜0.003% を含有することを特徴とする上記(1)〜(5)のいず
れかに記載の低YR特性および超大入熱溶接継手靭性に
優れた600MPa級鋼。
(6) Low YR characteristics and super-high heat input welding as set forth in any one of (1) to (5) above, characterized by containing B: 0.0005 to 0.003% in mass%. 600 MPa grade steel with excellent joint toughness.

【0019】(7) 前記酸化物粒子が円相当径で0.
1〜2.0μmであることを特徴とする上記(1)〜
(6)のいずれかに記載の低YR特性および超大入熱溶
接継手靭性に優れた600MPa級鋼。
(7) The oxide particles have a circle equivalent diameter of 0.
1 to 2.0 μm, characterized in that (1) to
A 600 MPa class steel excellent in low YR characteristics and super large heat input welded joint toughness according to any one of (6).

【0020】[0020]

【発明の実施の形態】以下、本発明について詳細に説明
する。本発明者らはHAZ靭性を向上させる金属組織要
因として、1400℃以上に加熱されるHAZ領域の再
加熱オーステナイト細粒化を、酸化物に利用して達成す
ることを検討した。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The present invention will be described in detail below. The present inventors have studied, as a metallographic factor for improving the HAZ toughness, achieving reheat austenite grain refinement in the HAZ region heated to 1400 ° C. or higher by using an oxide.

【0021】再加熱オーステナイト粒を細粒化するため
には高温でのオーステナイト粒成長を抑制することが必
要である。その手段として最も有効な方法は、分散粒子
によりオーステナイトの粒界をピンニングし、粒界の移
動を止める方法が考えられる。そのような作用をする分
散粒子の一つとしては、従来、Ti窒化物と酸化物が有
効であると考えられていた。しかしながらTi窒化物は
1400℃以上の高温では固溶する割合が大きくなるた
め、ピンニング効果が小さくなることは先に述べた。こ
れに対し、高温で安定な酸化物をピンニング粒子として
活用することが必要である。
In order to refine the reheated austenite grains, it is necessary to suppress the growth of austenite grains at high temperature. The most effective method is to pin the austenite grain boundaries with dispersed particles and stop the movement of the grain boundaries. As one of the dispersed particles having such a function, it has been conventionally considered that Ti nitride and oxide are effective. However, as described above, the Ti nitride has a large proportion of solid solution at a high temperature of 1400 ° C. or higher, so that the pinning effect decreases. On the other hand, it is necessary to utilize oxides that are stable at high temperatures as pinning particles.

【0022】また、分散粒子による結晶粒界のピンニン
グ効果は、分散粒子の体積率が大きいほど、一個の粒子
径が大きいほど大きい。ただし、分散粒子の体積率は鋼
中に含まれる粒子を構成する元素の濃度によって上限が
あるので、体積率を一定と仮定した場合には、粒子径は
ある程度小さい方がピンニングには有効である。このよ
うな観点から、本発明者らは酸化物の体積分率を大き
く、かつ適正な粒子径となるよう、種々の検討を行っ
た。
Further, the pinning effect of the crystal grain boundaries by the dispersed particles becomes larger as the volume ratio of the dispersed particles becomes larger and the particle diameter of each particle becomes larger. However, since the volume ratio of dispersed particles has an upper limit depending on the concentration of the elements that make up the particles contained in the steel, if the volume ratio is assumed to be constant, a smaller particle size is more effective for pinning. . From such a viewpoint, the present inventors have made various studies so as to increase the volume fraction of the oxide and to obtain an appropriate particle size.

【0023】酸化物の体積分率を大きくする手段の一つ
として、酸素量を増大させることがあるが、酸素量の増
大は材質に有害な粗大酸化物をも多数生成する原因とな
るため、有効な手段ではない。そこで本発明者らは、酸
素を最大限に利用するため、酸素との溶解度積が小さい
元素を活用することを検討した。酸素との溶解度積が小
さい、すなわち強脱酸元素として、一般的にはAlが用
いられる。しかしながら、Alだけでは酸素を充分利用
するには不充分で、さらにAlよりも強い脱酸元素が必
要で、鉄鋼の脱酸工程で汎用的に使用されるCaを活用
することが重要である。Caは酸素との溶解度積が小さ
いため、同量の酸素に対してAlよりも一層多量の酸化
物を生成することができる。脱酸元素としてCaを用い
た実験を行った結果、鋼中に生成する酸化物粒子の組成
として、Caが5%以上、Alが5%以上含まれること
で、酸化物の体積分率すなわち酸化物量を大きくするこ
とが可能となることを知見した。この結果を基に、鋼中
に含まれる酸化物粒子の組成を、少なくともCa、A
l、Oを含み、Oを除いた元素が質量比でCaを5%以
上、Alを5%以上とした。
One of the means for increasing the volume fraction of oxide is to increase the amount of oxygen. However, increasing the amount of oxygen causes a large amount of coarse oxide which is harmful to the material. Not an effective means. Therefore, the present inventors examined the utilization of an element having a small solubility product with oxygen in order to maximize the utilization of oxygen. Al is generally used as a strong deoxidizing element, which has a small solubility product with oxygen. However, Al alone is not sufficient to sufficiently utilize oxygen, and a deoxidizing element stronger than Al is necessary, and it is important to utilize Ca that is generally used in the deoxidizing step of steel. Since Ca has a small solubility product with oxygen, it is possible to generate a larger amount of oxide than Al for the same amount of oxygen. As a result of an experiment using Ca as a deoxidizing element, the composition of the oxide particles produced in the steel contains 5% or more of Ca and 5% or more of Al, and thus the volume fraction of the oxide, that is, the oxidation. We have found that it is possible to increase the quantity. Based on this result, the composition of the oxide particles contained in the steel should be at least Ca, A
The mass ratio of the elements including l and O and excluding O was 5% or more for Ca and 5% or more for Al.

【0024】また、Caと同時にMgを使用することも
酸化物を多数生成させることに有効である。MgはCa
ほどの効果はないものの、Alより強い脱酸元素であ
り、酸素との溶解度積が小さい。したがって、MgをC
aと複合して脱酸に使用することで酸化物個数を一層増
加させることが可能となる。発明者らは脱酸元素として
Caを用いた実験を行った結果、鋼中に生成する酸化物
粒子の組成として、Caが5%以上、Alが5%以上、
Mgが1%以上含まれることで、酸化物の体積分率すな
わち酸化物量を一層大きくすることが可能となることを
知見した。この結果を基に、鋼中に含まれる酸化物粒子
の組成を、少なくともCa、Al、Mg、Oを含み、O
を除いた元素が質量比でCaを5%以上、Alを5%以
上、Mgを1%以上とした。
Using Mg together with Ca is also effective in producing a large number of oxides. Mg is Ca
Although not so effective, it is a deoxidizing element stronger than Al and has a small solubility product with oxygen. Therefore, Mg to C
By combining with a and using it for deoxidation, the number of oxides can be further increased. The inventors conducted an experiment using Ca as a deoxidizing element, and as a result, as a composition of oxide particles generated in steel, Ca was 5% or more and Al was 5% or more,
It has been found that inclusion of 1% or more of Mg makes it possible to further increase the volume fraction of oxide, that is, the amount of oxide. Based on this result, the composition of the oxide particles contained in the steel was determined to include at least Ca, Al, Mg, and O.
The mass ratio of elements excluding 5% or more was 5% or more for Ca, 5% or more for Al, and 1% or more for Mg.

【0025】さらには、本発明者らは、酸化物の周囲に
CaSおよびMgSといった硫化物が析出することで、
酸化物と硫化物とを併せてより一層の体積分率の増加が
可能となることを見出したのである。この結果をもと
に、鋼中に含まれる粒子の組成を、少なくともCa、A
l、O、Sを含み、Oを除いた元素が質量比でCaを5
%以上、Alを5%以上、Sを1%以上、もしくは、少
なくともCa、Al、Mg、O、Sを含み、Oを除いた
元素が質量比でCaを5%以上、Alを5%以上、Mg
を1%以上、Sを1%以上とした。
Furthermore, the present inventors have found that the precipitation of sulfides such as CaS and MgS around oxides causes
They have found that it is possible to further increase the volume fraction by combining oxides and sulfides. Based on this result, the composition of the particles contained in the steel should be at least Ca, A
An element including 1, O, and S, except O, has a Ca content of 5
% Or more, Al is 5% or more, S is 1% or more, or at least Ca, Al, Mg, O, and S are included, and elements excluding O are 5% or more Ca and 5% or more Al in mass ratio. , Mg
Of 1% or more and S of 1% or more.

【0026】次に、ピンニングに有効な酸化物粒子の大
きさについて述べる。
Next, the size of the oxide particles effective for pinning will be described.

【0027】分散粒子による結晶粒界のピンニング効果
は、分散粒子の体積率が大きいほど、一個の粒子径が大
きいほど大きいが、粒子の体積率が一定のとき、一個の
酸化物粒子の大きさが小さい方が粒子数が多くなりピン
ニング効果が大きくなるが、あまり小さくなると粒界に
存在する粒子の割合が小さくなるため、その効果は低減
すると考えた。粒子の大きさを種々変化させた試験片を
用いて、高温に加熱したときのオーステナイト粒径を詳
細に調査した結果、ピンニングには粒子の大きさとし
て、0.005〜2.0μmのものが効果が大きいこと
をつきとめた。さらに、オーステナイト粒界の移動を止
めるピンニング力は分散粒子のサイズが大きいほど強い
ことが判明し、粒子径0.005〜2.0μmの中でも
0.1〜2.0μmの粒子の大きさが特に有効であるこ
とを知見するに至った。0.1μmより小さくなるとピ
ンニング効果は徐々に減少し、0.005μmより小さ
くなるとほとんどピンニング効果を発揮しない。また、
2.0μmより大きい酸化物粒子はピンニング効果はあ
るものの、脆性破壊の起点となることがあるため鋼材の
特性上不適である。この結果より、必要な粒子径を0.
005〜2.0μm、その中でも特に0.1〜2.0μ
mとした。
The pinning effect of the crystal grain boundaries by the dispersed particles is larger as the volume ratio of the dispersed particles is larger and the particle diameter of one particle is larger. However, when the volume ratio of the particles is constant, the size of one oxide particle is large. It was thought that the smaller the value, the larger the number of particles and the greater the pinning effect. However, if the value is too small, the ratio of the particles existing at the grain boundary becomes smaller, so that the effect is considered to be reduced. As a result of detailed examination of the austenite grain size when heated to a high temperature using test pieces having various grain sizes changed, it was found that the grain size of 0.005 to 2.0 μm was found for pinning. He found that the effect was great. Further, it has been found that the pinning force for stopping the movement of the austenite grain boundaries is stronger as the size of the dispersed particles is larger, and the particle size of 0.1 to 2.0 μm is particularly preferable among the particle diameters of 0.005 to 2.0 μm. We came to discover that it was effective. When it is less than 0.1 μm, the pinning effect gradually decreases, and when it is less than 0.005 μm, the pinning effect is hardly exhibited. Also,
Oxide particles larger than 2.0 μm have a pinning effect, but may be the starting point of brittle fracture, and are unsuitable for the properties of steel materials. From this result, the required particle size was set to 0.
005-2.0 μm, especially 0.1-2.0 μm
m.

【0028】次に、HAZ靭性に必要なピンニング粒子
の個数について検討した。
Next, the number of pinning particles required for HAZ toughness was examined.

【0029】酸化物粒子個数が多いほど組織単位は微細
になり、粒子個数が多いほどHAZ靭性が向上するが、
鋼材に要求されるHAZ靭性は、その用途、使用される
溶接方法などによって複雑に異なる。特に要求特性が厳
しいと考えられる高強度の造船用鋼で大入熱溶接施工さ
れる場合に要求されるHAZ靭性、例えば、試験温度−
40℃において吸収エネルギー50J以上を満足するた
めには、図1に示すように、円相当径が0.005〜
2.0μmの酸化物粒子数が100個/mm2以上必要
であることを知見した。ただし、粒子数が多くなるほ
ど、その靭性向上効果は小さくなり、必要以上に粒子個
数を多くすることは靭性に有害な粗大な粒子が生成する
可能性が高くなることを考えると、粒子数の上限は30
00個/mm 2が適切である。
The larger the number of oxide particles, the finer the organizational unit.
The higher the number of particles, the higher the HAZ toughness, but
HAZ toughness required for steel materials is used and used
It varies depending on the welding method. Especially the required characteristics are strict
Large heat input welding is performed with high strength steel for shipbuilding
HAZ toughness required, for example, test temperature-
The absorption energy of 50 J or more should be satisfied at 40 ° C.
To achieve this, as shown in FIG.
The number of oxide particles of 2.0 μm is 100 / mm2More required
It was discovered that However, as the number of particles increases,
However, the effect of improving the toughness becomes smaller and the number of particles is increased more than necessary.
Increasing the number produces coarse particles that are detrimental to toughness.
Considering that the possibility is high, the upper limit of the number of particles is 30.
00 / mm 2Is appropriate.

【0030】この酸化物粒子の大きさおよび個数の測定
は、例えば以下の要領で行なう。母材となる鋼板から抽
出レプリカを作製し、それを電子顕微鏡にて10000
倍で20視野以上、観察面積にして1000μm2以上
を観察することで該酸化物の大きさおよび個数を測定す
る。大きさの測定は、例えば粒子を撮影した写真をもと
に、その円相当径を求める。このとき鋼板の表層部から
中心部までどの部位から採取した抽出レプリカでもよ
い。また、粒子が適正に観察可能であれば、観察倍率を
低くしてもかまわない。
The size and number of the oxide particles are measured, for example, in the following manner. An extraction replica is made from a steel plate that is a base material, and the replica is made with an electron microscope at 10000.
The size and the number of the oxides are measured by observing at least 20 fields of view and an observation area of 1000 μm 2 or more. To measure the size, for example, the equivalent circle diameter is obtained based on a photograph of particles. At this time, the extracted replica collected from any portion from the surface layer portion to the central portion of the steel sheet may be used. Further, if the particles can be properly observed, the observation magnification may be lowered.

【0031】鋼材を製造するプロセスとして、通常圧延
まま、制御圧延、さらにこれと制御冷却と焼戻しの組合
せ、および焼入れ・焼戻しの組合せなどであっても酸化
物の効果は影響を受けない。
As a process for producing a steel material, the effect of the oxide is not affected even if it is normally rolled, controlled rolling, a combination of this and controlled cooling and tempering, and a combination of quenching and tempering.

【0032】また、酸化物粒子を分散させたことにより
HAZ靭性が向上することを、図2に基づいて説明す
る。
Further, it will be described based on FIG. 2 that the HAZ toughness is improved by dispersing the oxide particles.

【0033】図2は、PHAZとHAZ靭性との関係を示
す図で、実線は0.005〜2.0μmの酸化物粒子を
単位面積当たりの個数密度で100〜3000個/mm
含有する本発明鋼の平均値を、点線は酸化物粒子を個
数密度で100個/mm未満しか含有しない比較鋼の
平均値を示している。なお、PHAZは下記の式で表さ
れる。 PHAZ=340%C+42%Si+13%Mn+68
0%P+1250%S+130%Cr+220%Mo+
220%V+720%Nb−260%Al+5600
(%N−%Ti14/48)+3470%B
FIG. 2 is a diagram showing the relationship between P HAZ and HAZ toughness. The solid line shows the oxide particles of 0.005 to 2.0 μm in number density per unit area of 100 to 3000 / mm.
The average value of the present invention steel containing 2 and the dotted line shows the average value of the comparative steel containing oxide particles in a number density of less than 100 particles / mm 2 . Note that P HAZ is represented by the following formula. P HAZ = 340% C + 42% Si + 13% Mn + 68
0% P + 1250% S + 130% Cr + 220% Mo +
220% V + 720% Nb-260% Al + 5600
(% N-% Ti14 / 48) + 3470% B

【0034】図2に示すように、TS≧590MPaを
達成すべく成分調整を行った(Cを高め、Cu、Ni、
Nbを添加した)鋼ではPHAZが高くなるとHAZ靭性
は低下する。例えば試験温度−40℃において吸収エネ
ルギー50J以上を満足するHAZ靭性は、PHAZのa
〜bの範囲において本発明鋼で達成されていても比較鋼
では達成できない。つまり、酸化物粒子を分散させるこ
とによりHAZ靭性が大幅に向上することが分かる。
As shown in FIG. 2, the components were adjusted to achieve TS ≧ 590 MPa (increasing C, Cu, Ni,
For steels (with Nb added), the higher the P HAZ , the lower the HAZ toughness. For example, the HAZ toughness satisfying the absorbed energy of 50 J or more at the test temperature of -40 ° C is a value of P HAZ .
Even if it is achieved with the steel of the present invention in the range of to b, it cannot be achieved with the comparative steel. That is, it can be seen that the HAZ toughness is significantly improved by dispersing the oxide particles.

【0035】次に、鋼のYR特性及び引張強さ(TS)
について述べる。
Next, YR characteristics and tensile strength (TS) of steel
I will describe.

【0036】鋼の性質として、この発明で目的とするY
R(YP/TS)≦80%及びTS≧590MPaを達
成するためには、熱延終了後の冷却速度を4〜7.5℃
/sec、好ましくは5〜6.5℃/secとして、鋼
のミクロ組織がフェライトとベイナイトとの二相でフェ
ライト分率25〜75%とすることが必要である。
As a property of steel, Y which is the object of the present invention.
In order to achieve R (YP / TS) ≦ 80% and TS ≧ 590 MPa, the cooling rate after the hot rolling is finished is 4 to 7.5 ° C.
/ Sec, preferably 5 to 6.5 [deg.] C./sec, it is necessary that the microstructure of the steel has a ferrite fraction of 25 to 75% in the two phases of ferrite and bainite.

【0037】図3(a)は、フェライト分率とYRとの
関係を示す図で、図3(b)は、フェライト分率とTS
との関係を示す図である。
FIG. 3A shows the relationship between the ferrite fraction and YR, and FIG. 3B shows the ferrite fraction and TS.
It is a figure which shows the relationship with.

【0038】本発明鋼においては、図3(a)に示すよ
うに、YRはフェライト(α)分率の増加に応じて低下
するので、YR80%以下を達成するにはミクロ組織が
フェライトとベイナイトとの二相組織であって、フェラ
イト分率25%以上とすることが必要である。また、図
3(b)に示すように、TS(MPa)もフェライト
(α)分率の増加に応じて低下するので、TS590M
Pa以上を達成するにはフェライト分率75%以下とす
ることが必要である。したがって、本発明では鋼のミク
ロ組織としてフェライト分率を25〜75%と限定し
た。
In the steel of the present invention, as shown in FIG. 3 (a), YR decreases with an increase in the ferrite (α) fraction. Therefore, in order to achieve YR of 80% or less, the microstructure should be ferrite and bainite. And a ferrite fraction of 25% or more. Further, as shown in FIG. 3B, TS (MPa) also decreases as the ferrite (α) fraction increases, so TS590M
In order to achieve Pa or more, it is necessary to set the ferrite fraction to 75% or less. Therefore, in the present invention, the ferrite fraction is limited to 25 to 75% as the microstructure of steel.

【0039】また、酸化物はフェライト変態のフェライ
ト核生成サイトとなる働きがあるため、酸化物が多数分
散することで冷却速度を大きくしてもフェライトが生成
しやすい。冷却速度を大きくすることはベイナイト相の
強度を上昇させることになり、結果としては低YRにつ
ながる。本発明鋼はこの点においても有利であり、HA
Z靭性と低YRとの両立が可能である。
Further, since the oxide serves as a ferrite nucleation site for ferrite transformation, a large amount of oxide is dispersed, so that ferrite is easily generated even if the cooling rate is increased. Increasing the cooling rate increases the strength of the bainite phase, resulting in low YR. The steel of the present invention is also advantageous in this respect, and HA
It is possible to achieve both Z toughness and low YR.

【0040】フェライト分率は面席率とする。その測定
は、鋼材をナイタール腐食し、光学顕微鏡で観察、写真
撮影し、フェライトと判別できる主として白色の相分率
を測定する。分率測定は、写真に格子線を引き、フェラ
イト相に含まれる格子数を数えるポイントカウンティン
グ法が適当である。また、写真倍率は200〜400倍
が適当である。
The ferrite fraction is an area ratio. The measurement is performed by corroding a steel material with nital, observing with an optical microscope, and taking a photograph to measure a mainly white phase fraction that can be distinguished from ferrite. For the fraction measurement, a point counting method is suitable in which a lattice line is drawn on the photograph and the number of lattices contained in the ferrite phase is counted. Further, a photographic magnification of 200 to 400 is suitable.

【0041】さらに、本発明の基本成分範囲について述
べる。
Further, the range of basic components of the present invention will be described.

【0042】Cは鋼の強度を向上させる有効な成分であ
り、図4のYRとC量との関係を示す図から明らかなよ
うに、Cが0.1%未満ではフェライト分率25%以上
とすることができず、YR:80%以下を達成すること
ができないので下限を0.1%とし、また過剰の添加
は、鋼材の溶接性やHAZ靭性などを著しく低下させる
ので、上限を0.2%とした。
C is an effective component for improving the strength of steel, and as is clear from the graph showing the relationship between YR and the amount of C in FIG. 4, when C is less than 0.1%, the ferrite fraction is 25% or more. Cannot be achieved, and YR: 80% or less cannot be achieved, so the lower limit is made 0.1%, and excessive addition significantly lowers the weldability and HAZ toughness of the steel material, so the upper limit is 0%. It was set to 0.2%.

【0043】Siは母材の強度確保、脱酸などに必要な
成分であるが、HAZの硬化により靭性が低下するのを
防止するため上限を0.25%とした。
Si is a component necessary for securing the strength of the base material, deoxidizing, etc., but the upper limit was set to 0.25% in order to prevent deterioration of toughness due to hardening of the HAZ.

【0044】Mnは母材の強度、靭性の確保に有効な成
分として0.4%以上の添加が必要であるが、溶接部の
靭性、割れ性などの許容できる範囲で上限を2.0%と
した。
Mn must be added in an amount of 0.4% or more as an effective component for securing the strength and toughness of the base metal, but the upper limit is 2.0% within the allowable range of the toughness and crackability of the welded portion. And

【0045】Pは含有量が少ないほど望ましいが、これ
を工業的に低減させるためには多大なコストがかかるこ
とから、0.02%を上限とした。
The smaller the content of P is, the more preferable it is, but in order to reduce this industrially, it takes a lot of cost, so 0.02% was made the upper limit.

【0046】Sは含有量が少ないほど望ましいが、これ
を工業的に低減させるためには多大なコストがかかるこ
とから、0.02%を上限とした。
The smaller the content of S is, the more preferable it is. However, it takes a great amount of cost to reduce this industrially, so 0.02% was made the upper limit.

【0047】Cuは鋼材の強度を向上させるために有効
であり、0.1%以上必要であるが、1.0%を超える
とHAZ靭性を低下させることから、1.0%を上限と
した。
Cu is effective for improving the strength of the steel material and is required to be 0.1% or more, but if it exceeds 1.0%, the HAZ toughness is lowered, so 1.0% is made the upper limit. .

【0048】 Niは鋼材の強度を向上させるために有
効であり、0.1%以上必要であるが、Ni量の増加は
製造コストを上昇させるので、1.0%を上限とした。
Ni is effective for improving the strength of the steel material and is required to be 0.1% or more. However, since an increase in the amount of Ni increases the manufacturing cost, 1.0% was made the upper limit.

【0049】Alは重要な脱酸元素であり、下限値を
0.005%とした。また、Alが多量に存在すると、
鋳片の表面品位が劣化するため、上限を0.04%とし
た。
Al is an important deoxidizing element, and the lower limit is set to 0.005%. Also, when Al is present in a large amount,
Since the surface quality of the slab deteriorates, the upper limit was made 0.04%.

【0050】TiはNと結合してTi窒化物を形成させ
るために0.005%以上添加する。しかし、固溶Ti
量が増加するとHAZ靭性が低下するため、0.03%
を上限とした。
Ti is added in an amount of 0.005% or more in order to combine with N to form Ti nitride. However, solid solution Ti
As the amount increases, the HAZ toughness decreases, so 0.03%
Was set as the upper limit.

【0051】 Nbは焼入れ性を向上させることにより
鋼の強度を向上させるために有効な元素であり、0.0
05%以上必要であるが、HAZ部においては過剰な添
加は靭性を著しく低下させるため0.05%を上限とし
た。
Nb is an element effective for improving the strength of steel by improving the hardenability, and 0.0
It is necessary to be 05% or more, but in the HAZ part, an excessive addition significantly reduces the toughness, so 0.05% was made the upper limit.

【0052】CaはCa系酸化物を生成させるために
0.0005%以上の添加が必要である。しかしなが
ら、過剰の添加は粗大介在物を生成させるため、0.0
03%を上限とした。
Ca is required to be added in an amount of 0.0005% or more in order to form a Ca-based oxide. However, since excessive addition produces coarse inclusions, 0.0
The upper limit was 03%.

【0053】MgはCaと複合して脱酸に使用すること
で酸化物個数を増加させる元素である。しかしながら、
過剰の添加は粗大介在物を生成させるため、Mgは0.
002%以下としたが、好ましくは、0.0001〜
0.002%である。
Mg is an element that increases the number of oxides when used in combination with Ca for deoxidation. However,
Since excessive addition produces coarse inclusions, Mg is less than 0.1%.
Although it was 002% or less, preferably 0.0001 to
It is 0.002%.

【0054】V、Cr、MoはNbと同様に鋼の強度及
び靭性を向上させる効果を有するがHAZ部においては
過剰な添加は靭性を著しく低下させるため、それぞれ
0.1%、0.6%、0.6%を上限とした。
V, Cr and Mo have the effect of improving the strength and toughness of steel similarly to Nb, but excessive addition in the HAZ part significantly reduces toughness, so 0.1% and 0.6% respectively. , 0.6% was made the upper limit.

【0055】Bは鋼の焼入性を改善すると共に、強度を
向上させる元素であるが、0.0005%未満では充分
な効果が得られず、一方、0.003%を超えると靭性
を低下させるので、Bは0.0005〜0.003%と
した。
B is an element that improves the hardenability and strength of steel, but if it is less than 0.0005%, a sufficient effect cannot be obtained, while if it exceeds 0.003%, the toughness decreases. Therefore, B was made 0.0005 to 0.003%.

【0056】[0056]

【実施例】表1に示した化学成分で、590MPa級鋼
を試作した。1〜8が本発明鋼、9〜20が比較鋼であ
る。試作鋼は転炉溶製し、RHにて真空脱ガス処理時に
脱酸を行っている。連続鋳造により280mm厚鋳片に
鋳造した後、加熱圧延水冷を経て、板厚50mmの鋼板
として製造した。得られた鋼板を汎用の溶接材料を用い
て1パスのエレクトロスラグを溶接した。入熱は約90
0kJ/cmである。
Example A 590 MPa class steel was trial-produced with the chemical composition shown in Table 1. 1 to 8 are steels of the present invention, and 9 to 20 are comparative steels. The trial steel is melted in a converter and deoxidized during vacuum degassing at RH. After being cast into a 280 mm thick slab by continuous casting, it was subjected to hot rolling and water cooling to produce a steel plate having a thickness of 50 mm. The obtained steel sheet was welded with 1-pass electroslag using a general-purpose welding material. Heat input is about 90
It is 0 kJ / cm.

【0057】表2には、酸化物の組成、粒子数、ならび
に鋼板の加熱圧延水冷条件、母材特性、フェライト分
率、HAZ靭性を示す。靭性評価のためのシャルピー値
は、フュージョンライン部位で試験温度0℃にて6本の
試験を行い、その平均値である。
Table 2 shows the composition of oxides, the number of particles, the conditions for hot rolling and water cooling of steel sheets, the base material characteristics, the ferrite fraction, and the HAZ toughness. The Charpy value for toughness evaluation is an average value of 6 tests performed at a test temperature of 0 ° C. at the fusion line portion.

【0058】[0058]

【表1】 [Table 1]

【0059】[0059]

【表2】 [Table 2]

【0060】表2から明らかなように、1〜8の本発明
鋼は比較鋼と比べて吸収エネルギーが50J以上の優れ
たHAZ靭性、ならびにYRが80%以下の優れた低Y
R特性を有することが判る。すなわち、粒子径が、0.
005〜2.0μmで、本発明の範囲の化学組成を有す
る酸化物の粒子数が100〜3000個/mmの範囲
にあり、0℃のHAZ靭性、低YR特性とも極めて優れ
ている。
As is clear from Table 2, the inventive steels 1 to 8 have excellent HAZ toughness with absorbed energy of 50 J or more and excellent low Y of 80% or less as compared with the comparative steel.
It can be seen that it has R characteristics. That is, the particle size is 0.
The number of particles of the oxide having a chemical composition within the range of the present invention is 005 to 2.0 μm, and is in the range of 100 to 3000 particles / mm 2 , and the HAZ toughness at 0 ° C. and the low YR characteristics are extremely excellent.

【0061】一方、比較例の9〜20は、シャルピー試
験でHAZ靭性が40J未満の低い靭性しか示さない
か、YRが80%を超えるか、強度(TS)が590M
Paに達しなかった。9〜16は酸化物の組成もしくは
酸化物個数が本発明の範囲からはずれたため、HAZ靭
性が劣っている。17、18はフェライト分率が本発明
の範囲から低くはずれたためYRが80%を超えてい
る。19、20はフェライト分率が本発明の範囲から高
くはずれたため強度不足となっている。
On the other hand, in Comparative Examples 9 to 20, HAZ toughness in the Charpy test shows low toughness of less than 40 J, YR exceeds 80%, and strength (TS) is 590 M.
It did not reach Pa. Nos. 9 to 16 had inferior HAZ toughness because the oxide composition or the number of oxides was out of the range of the present invention. In Nos. 17 and 18, the ferrite fraction was out of the range of the present invention, so that the YR exceeded 80%. In Nos. 19 and 20, the ferrite fraction was out of the range of the present invention, so that the strength was insufficient.

【0062】[0062]

【発明の効果】本発明は、500kJ/cm以上の大入
熱溶接、超大入熱溶接に対しても優れた溶接継手靭性を
有するYR≦80%、TS≧590MPaの鋼板を提供
でき、大型建築構造物等を溶接によって製造することが
要求される産業分野にもたらす効果は極めて大きく、さ
らに構造物の安全性の意味から社会に対する貢献も非常
に大きい。
INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can provide a steel sheet having a weld joint toughness of YR ≦ 80% and TS ≧ 590 MPa, which is excellent even for large heat input welding of 500 kJ / cm or more and super large heat input welding. The effect brought to the industrial field where manufacturing of structures and the like by welding is required is extremely large, and the contribution to society is also very large because of the safety of the structures.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】鋼中の酸化物粒子の個数とHAZ靭性との関係
を示す図である。
FIG. 1 is a diagram showing the relationship between the number of oxide particles in steel and HAZ toughness.

【図2】PHAZとHAZ靭性との関係を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing a relationship between P HAZ and HAZ toughness.

【図3】(a)はフェライト分率とYRとの関係を示す
図で、(b)はフェライト分率とTSとの関係を示す図
である。
3A is a diagram showing a relationship between a ferrite fraction and YR, and FIG. 3B is a diagram showing a relationship between a ferrite fraction and TS.

【図4】YRとC量との関係を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing a relationship between YR and C amount.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 千葉 幸弘 大分市大字西ノ州1番地 新日本製鐵株 式会社 大分製鐵所内 (56)参考文献 特開 平11−293382(JP,A) 特開 平10−183295(JP,A) 特開 平5−163516(JP,A) 特開 平8−100234(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C22C 38/00 - 38/60 C21C 7/00 - 7/10 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (72) Inventor Yukihiro Chiba No. 1 Nishinoshu, Oita-shi, Oita Steel Co., Ltd. (56) Reference JP-A-11-293382 (JP, A) Kaihei 10-183295 (JP, A) JP 5-163516 (JP, A) JP 8-100234 (JP, A) (58) Fields investigated (Int.Cl. 7 , DB name) C22C 38 / 00-38/60 C21C 7/00-7/10

Claims (7)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 質量%で、 C:0.1〜0.2%、 Si:0.05〜0.25%、 Mn:0.4〜2.0%、 P:0.02%以下、 S:0.02%以下、 Cu:0.1〜1.0%、 Ni:0.1〜1.0%、 Al:0.005〜0.04%、 Ti:0.005〜0.03%、 Nb:0.005〜0.05%、 Ca:0.0005〜0.003% を含有し、残部はFeおよび不可避不純物からなる鋼
で、かつ、この鋼中に円相当径で0.005〜2.0μ
mの酸化物粒子を単位面積当たりの個数密度で100〜
3000個/mm2含有し、その酸化物粒子の組成が少
なくともCa、Al、Oを含み、Oを除いた元素が質量
比で、 Ca:5%以上、 Al:5%以上 を含有し、かつ鋼のミクロ組織がフェライトとベイナイ
トとの二相でフェライト分率が25%〜75%であるこ
とを特徴とする低YR特性および超大入熱溶接継手靭性
に優れた600MPa級鋼。
1. In mass%, C: 0.1 to 0.2%, Si: 0.05 to 0.25%, Mn: 0.4 to 2.0%, P: 0.02% or less, S: 0.02% or less, Cu: 0.1-1.0%, Ni: 0.1-1.0%, Al: 0.005-0.04%, Ti: 0.005-0.03 %, Nb: 0.005 to 0.05%, Ca: 0.0005 to 0.003%, the balance being Fe and unavoidable impurities, and the steel having a circle equivalent diameter of 0. 005-2.0μ
The number density of the oxide particles of m is 100 to 100 per unit area.
3000 pieces / mm 2 contained, the composition of the oxide particles thereof contains at least Ca, Al, and O, and the elements other than O are contained in a mass ratio of Ca: 5% or more, Al: 5% or more, and A 600 MPa class steel excellent in low YR characteristics and super large heat input welded joint toughness, characterized in that the microstructure of the steel is two phases of ferrite and bainite and the ferrite fraction is 25% to 75%.
【請求項2】 前記酸化物粒子の組成が少なくともC
a、Al、O、Sを含み、Oを除いた元素が質量比で、 Ca:5%以上、 Al:5%以上、 S:1%以上 を含有し、残部がその他不可避不純物からなることを特
徴とする請求項1記載の低YR特性および超大入熱溶接
継手靭性に優れた600MPa級鋼。
2. The composition of the oxide particles is at least C
A mass ratio of elements including a, Al, O, and S, excluding O: Ca: 5% or more, Al: 5% or more, S: 1% or more, and the balance being other unavoidable impurities. A 600 MPa class steel excellent in low YR characteristics and ultra-high heat input welded joint toughness according to claim 1.
【請求項3】 質量%で、 C:0.1〜0.2%、 Si:0.05〜0.25%、 Mn:0.4〜2.0%、 P:0.02%以下、 S:0.02%以下、 Cu:0.1〜1.0%、 Ni:0.1〜1.0%、 Al:0.005〜0.04%、 Ti:0.005〜0.03%、 Nb:0.005〜0.05%、 Ca:0.0005〜0.003%、 Mg:0.002%以下 を含有し、残部はFeおよび不可避不純物からなる鋼
で、かつ、この鋼中に円相当径で0.005〜2.0μ
mの酸化物粒子を単位面積当たりの個数密度で100〜
3000個/mm2含有し、その酸化物粒子の組成が少
なくともCa、Al、Mg、Oを含み、Oを除いた元素
が質量比で、 Ca:5%以上、 Al:5%以上、 Mg:1%以上 を含有し、かつ鋼のミクロ組織がフェライトとベイナイ
トとの二相でフェライト分率が25%〜75%であるこ
とを特徴とする低YR特性および超大入熱溶接継手靭性
に優れた600MPa級鋼。
3. In mass%, C: 0.1 to 0.2%, Si: 0.05 to 0.25%, Mn: 0.4 to 2.0%, P: 0.02% or less, S: 0.02% or less, Cu: 0.1-1.0%, Ni: 0.1-1.0%, Al: 0.005-0.04%, Ti: 0.005-0.03 %, Nb: 0.005 to 0.05%, Ca: 0.0005 to 0.003%, Mg: 0.002% or less, and the balance being Fe and unavoidable impurities. 0.005-2.0μ in equivalent circle diameter
The number density of the oxide particles of m is 100 to 100 per unit area.
3000 pieces / mm 2 contained, the composition of the oxide particles includes at least Ca, Al, Mg and O, and the elements except O are mass ratio, Ca: 5% or more, Al: 5% or more, Mg: Excellent in low YR characteristics and super large heat input welded joint toughness, characterized by containing 1% or more, and having a steel microstructure with two phases of ferrite and bainite and a ferrite fraction of 25% to 75%. 600 MPa grade steel.
【請求項4】 前記酸化物粒子の組成が少なくともC
a、Al、Mg、O、Sを含み、Oを除いた元素が質量
比で、 Ca:5%以上、 Al:5%以上、 Mg:1%以上、 S:1%以上 を含有し、残部がその他不可避不純物からなることを特
徴とする請求項3記載の低YR特性および超大入熱溶接
継手靭性に優れた600MPa級鋼。
4. The composition of the oxide particles is at least C.
A mass ratio of elements including a, Al, Mg, O, and S, excluding O: Ca: 5% or more, Al: 5% or more, Mg: 1% or more, S: 1% or more, and the balance Is composed of other unavoidable impurities, and the 600 MPa class steel excellent in low YR characteristics and super large heat input welded joint toughness according to claim 3.
【請求項5】 質量%で、 V:0.1%以下、 Cr:0.6%以下、 Mo:0.6%以下 の内の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〜請求項4のいずれかに記載の低YR特性およ
び超大入熱溶接継手靭性に優れた600MPa級鋼。
5. In mass%, V: 0.1% or less, Cr: 0.6% or less, Mo: 0.6% or less, and one or more kinds are contained. A 600 MPa grade steel excellent in the low YR characteristics and the super large heat input welded joint toughness according to any one of claims 1 to 4.
【請求項6】 質量%で、 B:0.0005〜0.003% を含有することを特徴とする請求項1〜請求項5のいず
れかに記載の低YR特性および超大入熱溶接継手靭性に
優れた600MPa級鋼。
6. Low YR characteristics and super large heat input welded joint toughness according to any one of claims 1 to 5, characterized in that B: 0.0005 to 0.003% by mass% is contained. Excellent 600 MPa class steel.
【請求項7】 前記酸化物粒子が円相当径で0.1〜
2.0μmであることを特徴とする請求項1〜請求項6
のいずれかに記載の低YR特性および超大入熱溶接継手
靭性に優れた600MPa級鋼。
7. The oxide particles have a circle equivalent diameter of 0.1 to 0.1.
It is 2.0 micrometers, Claims 1-6 characterized by the above-mentioned.
600 MPa class steel excellent in low YR characteristics and super large heat input welded joint toughness according to any one of 1.
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