JP4637516B2 - 溶接継手部の低温靭性に優れた鋼板 - Google Patents
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Description
ミクロ組織は、フェライトと該フェライト以外の他の組織とから構成されており、
該他の組織中の平均炭素濃度は、鋼板全体における炭素濃度に対して、4倍以下になっている点に要旨を有するものである。
Cは島状マルテンサイトの生成原因となって溶接継手部の低温靭性を劣化させる。従ってCは、0.10%以下、好ましくは0.09%以下、さらに好ましくは0.08%以下とする。しかしCが少なすぎると、鋼板の強度が低下し過ぎる。従ってCは、0.005%以上、好ましくは0.01%以上、さらに好ましくは0.03%以上とする。
Siも過剰になると島状マルテンサイトを増加させて、溶接継手部の低温靱性を劣化させる。従ってSiは、0.7%以下、好ましくは0.5%以下、さらに好ましくは0.3%以下、特に0.24%以下にする。なおSiは溶鋼の脱酸に使用されるため、必ず鋼中に残存する。また鋼板の強度向上にも有効である。Siは、0.01%以上、好ましくは0.05%以上、さらに好ましくは0.15%以上であってもよい。
Mnは焼入性を高め、鋼板の強度を高めるのに有効である。従ってMnは、0.5%以上、好ましくは0.7%以上、さらに好ましくは1.0%以上とする。しかしMnが過剰になると、島状マルテンサイトを増加させて、溶接継手部の低温靱性を劣化させる。従ってMnは、2%以下、好ましくは1.8%以下、さらに好ましくは1.6%以下とする。
Alが過剰になると、母材の靭性が劣化する。従ってAlは、0.1%以下、好ましくは0.08%以下、さらに好ましくは0.06%以下とする。一方、Alは脱酸剤として使用されることが多いため、溶鋼の調整過程で必ず混入してくる元素である。またAlは、AlN系析出物を形成するため、大入熱溶接時のHAZ靭性を向上させるのに有効である。AlによるHAZ靭性向上効果を有効に発揮させる場合、Alは、例えば、0.01%以上、好ましくは0.02%以上とすることが推奨される。
Tiは、TiN系析出物を形成し、大入熱溶接時のHAZ靭性を向上させるのに有効である。従ってTiは、0.005%以上、好ましくは0.007%以上、さらに好ましくは0.010%以上とする。しかしTiが過剰になると母材の靭性が劣化する。従ってTiは、0.03%以下、好ましくは0.025%以下、さらに好ましくは0.020%以下とする。
Nは、TiやAlなどの元素と窒化物を形成して大入熱溶接時のHAZ靭性を向上させるのに有効である。従ってNは、0.001%以上、好ましくは0.002%以上、さらに好ましくは0.003%以上とする。一方、Nが過剰になると、母材の靭性を劣化させる。従ってNは、0.01%以下、好ましくは0.008%以下、さらに好ましくは0.006%以下とする。
Zrは、前記Tiと同様に窒化物を形成し、大入熱溶接HAZ靭性を向上させるのに有効である。Zrの添加量の下限は特に限定されないが、前記作用効果を積極的に期待する場合には、例えば、0.0003%以上、好ましくは0.0005%以上、さらに好ましくは0.0010%以上とすることが推奨される。一方、Zrが過剰になると清浄度の低下を招く。従ってZrは、0.05%以下、好ましくは0.005%以下、さらに好ましくは0.003%以下とする。
Bは、BNを生成することによってHAZ靭性に有害な固溶Nを固定し、粒界フェライトの生成を抑制する作用を有する。Bの添加量の下限は特に限定されないが、前記作用効果を積極的に期待する場合には、例えば、0.0003%以上、好ましくは0.0005%以上、さらに好ましくは0.0010%以上とすることが推奨される。一方、Bが過剰になると大入熱溶接HAZ靭性が劣化する。従ってBは、0.005%以下、好ましくは0.004%以下、さらに好ましくは0.003%以下とする。
Cuは、固溶強化及び析出強化による強度上昇に有効な元素である。Cuの添加量の下限は特に限定されないが、前記作用効果を積極的に期待する場合には、例えば、0.01%以上、好ましくは0.05%以上、さらに好ましくは0.10%以上とする。一方、Cuが過剰になると熱間加工性が劣化し、鋼板表面に割れが入りやすくなる。従ってCuは、0.5%以下、好ましくは0.4%以下、さらに好ましくは0.3%以下とする。
深さt/4位置(tは鋼板の厚さ)における圧延方向に平行な断面を切り出し、研磨した。この断面を、X線マイクロアナライザー(EPMA;日本電子製「JCMA−733」)で分析(加速電圧:15kV、倍率:1000倍、視野数:10)することによって、第二相中のC濃度(質量%)を求めた。
加熱温度:1400℃、800〜500℃の冷却時間(Tc):100秒の熱サイクルで鋼板を処理し、温度−60℃におけるシャルピー吸収エネルギー(Vノッチ)を測定した。なお前記熱サイクルは、溶接入熱8kJ/mmのFAB溶接(なおFABは株式会社神戸製鋼所の登録商標)の溶接線近傍における熱サイクルを想定したものである。
加熱温度:1400℃、800〜500℃の冷却時間(Tc):15秒の熱サイクルで鋼板を処理した後、加熱温度:800℃、800〜500℃の冷却時間(Tc):15秒の熱サイクルで鋼板を処理した。次いで温度−60℃におけるシャルピー吸収エネルギー(Vノッチ)を測定した。なお前記熱サイクルは、溶接入熱2kJ/mmのCO2溶接において最も脆化すると考えられる溶接線近傍での二相域加熱部を想定したものである。当該二相域加熱部では、前記のような二重熱サイクルが加えられやすい。
C:0.08%、Si:0.15%、Mn:1.50%、P:0.009%、S:0.002%、Al:0.038%、Ti:0.014%、N:0.0046%を含有する鋼片(鋼種記号A;残部はFe及び不可避不純物)を、下記表1に示す種々の条件で所定の板厚まで圧延した。
実験例1と同様の成分の鋼材(鋼種A)及び下記表2に示す成分の鋼材を溶製し、下記表3に示す種々の条件で所定の板厚まで圧延した。
Claims (4)
- C :0.005〜0.10%(質量%の意味。以下同じ)、
Si:0.24%以下(0%を含まない)、
Mn:0.5〜2%、
Al:0.01〜0.1%、
Ti:0.005〜0.03%、及び
N :0.001〜0.01%、
を含有し、残部はFe及び不可避不純物であり、
ミクロ組織は、フェライトと該フェライト以外の他の組織とから構成されており、
該他の組織中の平均炭素濃度は、鋼板全体における炭素濃度に対して、4倍以下になっていることを特徴とする溶接継手部の低温靭性に優れた鋼板。 - さらにZr:0.05%以下(0%を含まない)、Ca:0.005%以下(0%を含まない)、Mg:0.005%以下(0%を含まない)、及びREM:0.01%以下(0%を含まない)から選択される少なくとも1種を含有する請求項1に記載の鋼板。
- さらにB:0.0005〜0.005%、及びNi:0.5%以下(0%を含まない)から選択される少なくとも1種を含有する請求項1又は2に記載の鋼板。
- さらにCu:0.5%以下(0%を含まない)、Cr:0.5%以下(0%を含まない)、Mo:0.5%以下(0%を含まない)、V:0.1%以下(0%を含まない)、及びNb:0.05%以下(0%を含まない)から選択される少なくとも1種を含有する請求項1〜3のいずれかに記載の鋼板。
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