JP4410836B2 - 低温靭性の優れた780MPa級高張力鋼板の製造方法 - Google Patents
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Description
C:0.06〜0.15%、
Si:0.05〜0.35%、
Mn:0.60〜2.00%、
P:0.015%以下、
S:0.015%以下、
Cu:0.1〜0.5%、
Ni:0.1〜1.5%、
Cr:0.05〜0.8%、
Mo:0.05〜0.6%、
Nb:0.005%未満、
V:0.005〜0.060%、
Ti:0.003%未満、
Al:0.02〜0.10%、
B:0.0005〜0.003%、
N:0.002〜0.006%
を含有し、残部が鉄および不可避的不純物からなり、
下記(1)式で規定される炭素当量(Ceq)が0.41以上0.61以下で、かつ
下記(2)式で規定されるBNPが1.5超4.0未満である化学成分の鋼片を1050℃以上1200℃以下の温度に加熱し、870℃以上で熱間圧延を完了させ、10秒以上90秒以下経過後、840℃以上の温度から5℃/s以上の冷却速度で200℃以下まで冷却し、その後450℃以上650℃以下の温度で20分以上60分以下の焼戻し処理を施すことを特徴とする、低温靭性の優れた780MPa級高張力鋼板の製造方法。
Ceq=%C+%Mn/6+(%Cu+%Ni)/15+(%Cr+%Mo
+%V)/5 ・・・・(1)式
BNP=(N−(14/48)Ti)/B ・・・・(2)式
Ca:0.0035%以下、
REM:0.0040%以下、
の一種または二種を含有することを特徴とする、前記(1)に記載の低温靭性の優れた780MPa級高張力鋼板の製造方法。
本発明は、Nbフリー、Tiフリーとすることで、旧オーステナイト粒径を過剰に微細化することを回避し、Bを最大限に活用し焼入れ性を確保することで、板厚中心部においても安定して高強度・高低温靭性を確保することができる技術である。
Ceq=%C+%Mn/6+(%Cu+%Ni)/15+(%Cr+%Mo
+%V)/5 ・・・・(1)式
Cは強度を確保するために必要な元素であり、0.06%以上の添加が必要であるが、多量の添加は低温靭性、特にHAZの靱性低下を招くおそれがあるために、その上限値を0.15%とする。望ましくは、下限を0.08%に、上限を0.12%に制限することがよい。
Siは脱酸剤として、また固溶強化により鋼の強度を増加させるのに有効な元素であるが、0.05%未満の含有量ではそれらの効果が少なく、0.35%を超えて含有すると、HAZ靱性を劣化させる。このため、Siは0.05〜0.35%に限定した。望ましくは、下限を0.10%に、上限を0.25%に制限することがよい。
Mnは、鋼の強度を増加するため高強度化には有効な元素であり、焼入れ性確保の観点から、0.60%以上の含有量が必要である。ただし、2.00%を超えるMnを添加すると靱性が劣化する。このため、Mnは0.60〜2.00%に限定した。望ましくは、上限を0.80%に、上限を1.20%に制限することがよい。
Pは、粒界に偏析して鋼の靱性を劣化させるので、できるだけ低減することが望ましいが、0.015%まで許容できるため、0.015%以下に限定した。望ましくは、上限を0.010%に制限することがよい。
Sは、主にMnSを形成して鋼中に存在し、圧延冷却後の組織を微細にする作用を有するが、0.015%以上の含有は、板厚方向の靱性・延性を低下させる。これを回避するためには、Sは0.015%以下であることが必須であるため、Sは0.015%以下に限定した。望ましくは、上限を0.010%、0.006%または、0.003%に制限することがよい。
Cuは、固溶強化および析出強化にて鋼板の強度を確保するために有効な元素であり、0.10%以上の含有量が必要であるが、0.50%以上の添加は熱間加工性を低下させるおそれがある。このため、Cuは0.10〜0.50%に限定した。望ましくは、下限を0.15%に、上限を0.30%に制限することがよい。
Niは、鋼板の強度および低温靭性確保に有効であり0.10%以上の含有量が必要であるが、非常に高価な元素であるため、1.50%以上の添加は大幅なコストアップを招くことになる。このため、Niは0.10〜1.50%に限定した。望ましくは、下限を0.25%に、上限を1.20%に、さらに望ましくは下限を0.65%に、上限を0.95%に制限することがよい。
Crは、主に固溶強化で鋼板の強度を確保するために有効な元素であり、0.05%以上の含有量が必要であるが、0.80%以上の添加は鋼板の加工性および溶接性を損ない、かつコストアップを招く。このためCrは0.05〜0.80%に限定した。望ましくは、下限を0.30%に、上限を0.45%に制限することがよい。
Moは、析出強化や固溶強化で鋼板の強度を確保するために有効な元素であり、0.05%以上の含有量が必要であるが、0.60%以上の添加は鋼板の加工性を損ないかつ大幅なコストアップとなる。このためMoは0.05〜0.60%に限定した。望ましくは、下限を0.25または0.30%に、上限を0.45%に制限することがよい。
Nbは、オーステナイトの未再結晶域を拡大して、フェライトの細粒化を促進するため、焼入れ性の低下を招き、さらにNb炭化物によってHAZ脆化が生じやすくなることから、できる限り含有しないことが望ましい。しかし、0.005%は許容可能であるため、Nbは0.005%未満に限定した。望ましくは0.003%以下、さらに望ましくは0.002%以下である。
Vは、析出強化で鋼板の強度を確保するために有効な元素であり、0.005%以上の含有量が必要であるが、0.060%以上の添加は鋼板の溶接性および靭性を損なうことから、Vは0.005〜0.060%に限定した。望ましくは、下限を0.035%に、上限を0.050%に制限することがよい。
Tiは、Cと結合しTiCを形成することで母材靱性を劣化させるおそれがあり、特に780MPa級強度の鋼材で顕著となるためできる限り含有しないことが望ましい。しかしながら、0.003%未満は許容できることから、Tiは0.003%未満に限定した。望ましくは0.002%以下である。
Alは、Nと結合しAlNを形成することで、再加熱時の急激なオーステナイト粒径の粗大化を回避する効果があるため、0.02%以上の添加が必要であるが、0.10%の添加は、粗大な介在物を形成し、靭性を劣化させるおそれがある。このため、Alは0.02〜0.10%に限定した。板厚中心部の強度および靭性の向上のためには、望ましくは0.04〜0.08%、さらに望ましくは0.06〜0.08%である。
Bは、焼入れ性を確保するために必要な元素であり、板厚中心部において十分な焼入れ性向上効果を得るために必要な固溶B量である0.0005%を確保するためには、0.0005%以上の添加が必要である。しかしながら、0.003%以上の添加は、過剰なBによる過度な焼入れ性の上昇により、低靭性となることおよび過剰となったBが粗大な窒化物を形成し、靱性を劣化するおそれがある。そのため、Bは0.0005〜0.003%に限定した。板厚中心部の強度および靭性の向上のためには、さらに望ましくは、0.0005〜0.002%である。
Nは、Alと結合しAlNを形成することで、再加熱時の急激なオーステナイト粒径の粗大化を回避する効果があるが、0.006%以上の添加はBと結合することで固溶B量を減少させ、焼入れ性の低下を招くおそれがある。そのため、Nは0.002〜0.006%に限定した。望ましくは、下限を0.002%に、上限を0.004%に制限することがよい。
BNPは焼入れ性確保に必要なTi、N、Bバランスを求める下記(2)式で示されるパラメーターであり、1.5以下ではBが過剰となり靭性劣化を招き、4.0以上では固溶B不足により十分な焼入れ性を得ることができない。そのため、BNPは1.5超4.0未満に限定した。板厚中心部の強度および靭性の向上のためには、望ましくは、下限を2.0以上に、上限を3.0に制限することがよい。
BNP=(N−(14/48)Ti)/B ・・・・ (2)
Ca添加により、MnSの形態を制御し、低温靭性をさらに向上させるため、厳しいHAZ特性を要求される場合は選択して添加できる。さらに、REMは、溶鋼中にて微細酸化物、微細硫化物を形成しその後も安定に存在することができるために、溶接部にてピニング粒子として有効にはたらき、特に大入熱溶接靭性を改善する作用があることから、特に優れた靭性が要求される場合には選択して添加できる。
Claims (2)
- 質量%で、
C:0.06〜0.15%、
Si:0.05〜0.35%、
Mn:0.60〜2.00%、
P:0.015%以下、
S:0.015%以下、
Cu:0.1〜0.5%、
Ni:0.1〜1.5%、
Cr:0.05〜0.8%、
Mo:0.05〜0.6%、
Nb:0.005%未満、
V:0.005〜0.060%、
Ti:0.003%未満、
Al:0.02〜0.10%、
B:0.0005〜0.003%、
N:0.002〜0.006%
を含有し、残部が鉄および不可避的不純物からなり、
下記(1)式で規定される炭素当量(Ceq)が0.41以上0.61以下で、かつ
下記(2)式で規定されるBNPが1.5超4.0未満である化学成分の鋼片を1050℃以上1200℃以下の温度に加熱し、870℃以上で熱間圧延を完了させ、10秒以上90秒以下経過後、840℃以上の温度から5℃/s以上の冷却速度で200℃以下まで冷却し、その後450℃以上650℃以下の温度で20分以上60分以下の焼戻し処理を施すことを特徴とする、低温靭性の優れた780MPa級高張力鋼板の製造方法。
Ceq=%C+%Mn/6+(%Cu+%Ni)/15+(%Cr+%Mo
+%V)/5 ・・・・(1)式
BNP=(N−(14/48)Ti)/B ・・・・(2)式 - 前記鋼片が、さらに、質量%で、
Ca:0.0035%以下、
REM:0.0040%以下、
の一種または二種を含有することを特徴とする、請求項1に記載の低温靭性の優れた780MPa級高張力鋼板の製造方法。
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