JP4878219B2 - Steel sheet with excellent HAZ toughness and small reduction in strength due to heat treatment after welding - Google Patents

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Description

本発明は、備蓄用タンクや海洋構造物などの製造に用いられる鋼板に関し、詳しくは溶接および溶接後熱処理(post weld heat treatment、PWHT)が行われた場合に、溶接熱影響部(heat affected zone、HAZ)の靱性に優れ、且つPWHT後に強度が低下しにくい、または逆に強度が向上する鋼板に関するものである。   The present invention relates to a steel plate used for manufacturing a storage tank, an offshore structure, and the like, and more particularly, when a weld and a post weld heat treatment (PWHT) are performed, a heat affected zone (heat affected zone). , HAZ), and a steel sheet that is less likely to decrease in strength after PWHT or that has improved strength.

原油、エチレン、LPGなどの備蓄用タンクや海洋構造物といった溶接構造物を製造する際には、溶接部の残留応力を低減させるために、600℃程度で数時間保持するPWHTが行われることがある。PWHTでは、対象物を高温で長時間保持するため、ミクロ組織が破壊され、PWHT後に強度低下が生ずることがある。殊に炭素量を低減させた鋼材では、PWHT後の強度低下が問題となる。   When manufacturing welded structures such as crude oil, ethylene, and LPG storage tanks and offshore structures, PWHT that is maintained at about 600 ° C. for several hours may be performed in order to reduce residual stress in the welds. is there. In PWHT, an object is held at a high temperature for a long time, so that the microstructure is destroyed, and strength may decrease after PWHT. In particular, in steel materials with a reduced carbon content, a decrease in strength after PWHT becomes a problem.

PWHT後の鋼板強度を確保するために、例えば特許文献1は、化学成分組成を調整すること(殊に微量のNbに加えて、CuおよびNiを添加すること)、および圧延条件を制御することを開示している。また特許文献2は、化学成分組成を調整すること(殊にNbおよびBを複合添加して、ベイナイト量を多くすること)、および圧延条件を制御することを開示している。しかし特許文献1および2では、C量の上限を0.18%と規定しているように、C量を極低化することは意図されていない。   In order to ensure the strength of the steel sheet after PWHT, for example, Patent Document 1 adjusts the chemical composition (in particular, adding Cu and Ni in addition to a small amount of Nb), and controls the rolling conditions. Is disclosed. Patent Document 2 discloses adjusting the chemical composition (in particular, adding Nb and B in combination to increase the amount of bainite) and controlling rolling conditions. However, Patent Documents 1 and 2 do not intend to extremely reduce the C amount, as the upper limit of the C amount is defined as 0.18%.

溶接構造物の製造では、効率の観点から、大入熱で溶接できる鋼板が求められているが、大入熱溶接では、HAZ靱性が低下するという問題が生ずる。この問題は、C量を極低化することによって、改善できることは知られている。例えば特許文献3では、化学成分組成を調整することにより、殊にMn、Cr、Mo、VおよびNb量を、2.4≦[Mn]+1.5×[Cr]+2×[Mo]≦4.5、[V]+[Nb]≦0.040を満たすように調整し、さらにC量を極低化し、Bを添加することにより、鋼板の耐溶接割れ性および大入熱HAZ靭性を向上させることが開示されている。しかし特許文献3は、PWHT後の強度低下について考慮されていない。
特開昭62−93312号公報 特開昭62−240713号公報 特開2002−47532号公報
In the production of a welded structure, a steel plate that can be welded with high heat input is required from the viewpoint of efficiency. However, high heat input welding has a problem that HAZ toughness is reduced. It is known that this problem can be improved by extremely reducing the C content. For example, in Patent Document 3, by adjusting the chemical component composition, the amount of Mn, Cr, Mo, V, and Nb in particular is set to 2.4 ≦ [Mn] + 1.5 × [Cr] + 2 × [Mo] ≦ 4. .5, adjusted to satisfy [V] + [Nb] ≦ 0.040, further reduced the amount of C, and added B to improve the weld crack resistance and high heat input HAZ toughness of the steel sheet Is disclosed. However, Patent Document 3 does not consider the strength reduction after PWHT.
JP-A-62-93312 JP-A-62-240713 JP 2002-47532 A

従って本発明が達成しようとする目的は、HAZ靱性に優れ、且つPWHT後に強度が低下しにくい、または逆に強度が向上する鋼板を提供することである。   Accordingly, an object of the present invention is to provide a steel sheet that has excellent HAZ toughness and is less likely to decrease in strength after PWHT, or conversely, has improved strength.

上記目的を達成し得た本発明の鋼板とは、
C:0.01〜0.05%(質量%の意味、以下同じ)、
Si:1.0%以下(0%を含まない)、
Mn:0.50〜2.0%、
P:0.05%以下(0%を含まない)、
S:0.01%以下(0%を含まない)、
Al:0.01〜0.07%、
Cr:0.5〜2.0%、
Nb:0.005〜0.100%、
V:0.005〜0.10%、
Ti:0.005〜0.03%、および
N:0.002〜0.008%を含有し、
残部がFeおよび不可避不純物からなり、
下記式(1)で表されるX1値が、0.005〜0.020の範囲内にあり、且つベイナイト分率が90面積%以上の組織であることを特徴とする、溶接後熱処理が施される鋼板である。
X1=(9[Nb]+4[V])×[C] ・・・ (1)
〔式中[Nb]、[V]および[C]は、それぞれNb、VおよびCの含有量(質量%)を表す。〕
With the steel sheet of the present invention that can achieve the above-mentioned object,
C: 0.01 to 0.05% (meaning mass%, the same shall apply hereinafter)
Si: 1.0% or less (excluding 0%),
Mn: 0.50 to 2.0%,
P: 0.05% or less (excluding 0%),
S: 0.01% or less (excluding 0%),
Al: 0.01 to 0.07%,
Cr: 0.5 to 2.0%,
Nb: 0.005 to 0.100%,
V: 0.005-0.10%,
Ti: 0.005 to 0.03%, and N: 0.002 to 0.008%,
The balance consists of Fe and inevitable impurities,
The post-weld heat treatment is performed, wherein the X1 value represented by the following formula (1) is in the range of 0.005 to 0.020 and the bainite fraction is 90 area% or more. Steel sheet.
X1 = (9 [Nb] +4 [V]) × [C] (1)
[Wherein [Nb], [V] and [C] represent the contents (% by mass) of Nb, V and C, respectively. ]

なお、本発明において「溶接後熱処理が施される鋼板」とは、本発明の鋼板の用途が、溶接および溶接後熱処理が行われる用途(例えば、原油などの備蓄用タンクまたは海洋構造物などの溶接構造物の製造)に限定されることを意味する。   In the present invention, the “steel sheet subjected to post-weld heat treatment” means that the steel sheet of the present invention is used for welding and post-weld heat treatment (for example, storage tanks for crude oil or offshore structures, etc. It means that it is limited to manufacture of a welded structure.

また本発明の鋼板は、さらにMoを含んでいても良い。Moを含む本発明の好ましい鋼板とは、
C:0.01〜0.05%、
Si:1.0%以下(0%を含まない)、
Mn:0.50〜2.0%、
P:0.05%以下(0%を含まない)、
S:0.01%以下(0%を含まない)、
Al:0.01〜0.07%、
Cr:0.5〜2.0%、
Nb:0.005〜0.100%、
V:0.005〜0.10%、
Mo:0.5%以下(0%を含まない)
Ti:0.005〜0.03%、および
N:0.002〜0.008%を含有し、
残部がFeおよび不可避不純物からなり、
下記式(2)で表されるX2値が、0.005〜0.020の範囲内にあり、且つベイナイト分率が90面積%以上の組織であることを特徴とする、溶接後熱処理が施される鋼板である。
X2=(9[Nb]+4[V]+[Mo])×[C] ・・・ (2)
〔式中[Nb]、[V]、[Mo]および[C]は、それぞれNb、V、MoおよびCの含有量(質量%)を表す。〕
The steel plate of the present invention may further contain Mo. Preferred steel sheet of the present invention containing Mo is
C: 0.01-0.05%
Si: 1.0% or less (excluding 0%),
Mn: 0.50 to 2.0%,
P: 0.05% or less (excluding 0%),
S: 0.01% or less (excluding 0%),
Al: 0.01 to 0.07%,
Cr: 0.5 to 2.0%,
Nb: 0.005 to 0.100%,
V: 0.005-0.10%,
Mo: 0.5% or less (excluding 0%)
Ti: 0.005 to 0.03%, and N: 0.002 to 0.008%,
The balance consists of Fe and inevitable impurities,
The X2 value represented by the following formula (2) is in the range of 0.005 to 0.020, and a bainite fraction is a structure having a area of 90 area% or more. Steel sheet.
X2 = (9 [Nb] +4 [V] + [Mo]) × [C] (2)
[Wherein [Nb], [V], [Mo] and [C] represent the contents (mass%) of Nb, V, Mo and C, respectively. ]

本発明の鋼板には、上記成分の他、必要に応じてさらに、(ア)B:0.0040%以下(0%を含まない)、(イ)Cu:3.0%以下(0%を含まない)および/またはNi:3.0%以下(0%を含まない)、(ウ)W:0.5%以下(0%を含まない)、(エ)Ca:0.005%以下(0%を含まない)および/または希土類元素:0.003%以下(0%を含まない)、(カ)Zr:0.005%以下(0%を含まない)、および/または(キ)Mg:0.005%以下(0%を含まない)、等を含有させることも有効であり、含有させる成分の種類に応じて、鋼板の特性がさらに改善される。   In the steel plate of the present invention, in addition to the above components, if necessary, (a) B: 0.0040% or less (not including 0%), (A) Cu: 3.0% or less (0% And / or Ni: 3.0% or less (not including 0%), (c) W: 0.5% or less (not including 0%), (d) Ca: 0.005% or less ( 0% not included) and / or rare earth elements: 0.003% or less (not including 0%), (f) Zr: 0.005% or less (not including 0%), and / or (g) Mg : It is also effective to contain 0.005% or less (not including 0%), etc., and the characteristics of the steel sheet are further improved depending on the type of the component to be contained.

C量を極低化させて、且つNbおよびV、さらに必要に応じてMoを適正量添加することにより、大入熱HAZ靱性に優れ、且つPWHT後に強度が低下しにくい、または逆に強度が向上する鋼板を製造することができる。   By making the amount of C extremely low and adding an appropriate amount of Nb and V, and Mo as required, it is excellent in high heat input HAZ toughness, and the strength is less likely to decrease after PWHT, or conversely the strength An improved steel sheet can be produced.

従来、Cを比較的多量に含む鋼板では、PWHT後の強度低下を防ぐため、析出強化元素を含有させることが知られていた。しかし大入熱HAZ靱性を向上させるためにC量を極低化した鋼板では、析出物(特に炭化物)が生成しにくいと考えられており、これまでPWHT後の強度低下と析出強化元素との関係は明らかではなかった。そのためHAZ靱性に優れ、且つPWHT後の強度低下が抑えられた極低C鋼板は得られていなかった。   Conventionally, it has been known that a steel sheet containing a relatively large amount of C contains a precipitation strengthening element in order to prevent a decrease in strength after PWHT. However, it is considered that precipitates (particularly carbides) are unlikely to form in steel sheets with extremely low C content in order to improve high heat input HAZ toughness, and so far the strength reduction after PWHT and precipitation strengthening elements The relationship was not clear. For this reason, an extremely low C steel sheet having excellent HAZ toughness and reduced strength reduction after PWHT has not been obtained.

これら2つの特性を兼ね合わせた鋼板を製造すべく、様々な析出強化元素の影響を調べたところ、極低C鋼板では、PWHT後の強度低下を抑制するために、Nb、VおよびMoが特に有効であることを見出した。   In order to produce a steel sheet that combines these two characteristics, the influence of various precipitation strengthening elements was examined. In an extremely low C steel sheet, Nb, V, and Mo are particularly preferable in order to suppress a decrease in strength after PWHT. I found it effective.

Nb、VおよびMoは、殊にCと炭化物を形成して、PWHT後の強度低下の抑制に寄与していると考えられる。そこでC量と、Nb、VまたはMoとの積を合計した下記式(3)で表されるパラメータX3を考え出した:
X3=(α[Nb]+β[V]+γ[Mo])×[C] ・・・ (3)
〔式中[Nb]、[V]、[Mo]および[C]は、それぞれNb、V、MoおよびCの含有量(質量%)を表し、α、βおよびγは、定数を表す。〕
Nb, V and Mo form carbides with C in particular, and are considered to contribute to the suppression of strength reduction after PWHT. Therefore, a parameter X3 represented by the following formula (3) in which the product of the amount of C and Nb, V, or Mo is summed has been devised:
X3 = (α [Nb] + β [V] + γ [Mo]) × [C] (3)
[Wherein [Nb], [V], [Mo] and [C] represent the contents (% by mass) of Nb, V, Mo and C, respectively, and α, β and γ represent constants. ]

そして上記式(3)中における、Nb、VおよびMoの各含有量に対する係数(α、βおよびγ)を定めるため、これらの1種の含有量のみを変化させて、その他の元素は同じにした鋼板を用いて、PWHT前後の引張強度(TS)の変化代(ΔTS=PWHT後のTS−PWHT前のTS)を測定した(なおTSは、以下の実施例に記載のものと同じ方法により測定した)。そして各元素(Nb、VまたはMo)の含有量を横軸に、ΔTSを縦軸にとる直線のグラフを作成し(図1)、この直線の傾きの比から、α=9、β=4およびγ=1と定め、下記式(4)で表されるパラメータXを定めた:
X=(9[Nb]+4[V]+[Mo])×[C] ・・・ (4)
〔式中[Nb]、[V]、[Mo]および[C]は、それぞれNb、V、MoおよびCの含有量(質量%)を表す。〕
And in order to determine the coefficients (α, β and γ) for the respective contents of Nb, V and Mo in the above formula (3), only one of these contents is changed, and the other elements are the same. The change margin of tensile strength (TS) before and after PWHT (ΔTS = TS before TS-PWHT before PWHT) was measured using the steel plate (TS is the same as that described in the following examples) It was measured). A straight line graph is created with the content of each element (Nb, V or Mo) on the horizontal axis and ΔTS on the vertical axis (FIG. 1). From the ratio of the slopes of these lines, α = 9, β = 4 And γ = 1, and a parameter X represented by the following formula (4) was determined:
X = (9 [Nb] +4 [V] + [Mo]) × [C] (4)
[Wherein [Nb], [V], [Mo] and [C] represent the contents (mass%) of Nb, V, Mo and C, respectively. ]

次にPWHT後の強度低下が抑制され、且つ大入熱HAZ靱性の両方に優れた鋼板を、パラメータX(上記式(4))で特定するため、60キロ級以上の強度になるように成分組成を調整した鋼片を(表1)、1100℃に加熱し、圧延仕上げ温度800℃で熱間圧延を終了した後、空冷して、板厚20mmの鋼板を作製した。   Next, in order to identify the steel sheet that is suppressed in strength reduction after PWHT and excellent in both high heat input HAZ toughness by the parameter X (the above formula (4)), the component has a strength of 60 kg or more. The steel pieces with the adjusted composition (Table 1) were heated to 1100 ° C., finished hot rolling at a rolling finish temperature of 800 ° C., and then air-cooled to produce a steel plate having a thickness of 20 mm.

Figure 0004878219
Figure 0004878219

これらの鋼板を用いて、PWHT前後のΔTS、およびHAZ靱性の指標として−50℃でのシャルピー衝撃試験における吸収エネルギー(vE-50)を測定した(なおTSおよびvE-50は、以下の実施例に記載のものと同じ方法により測定した)。結果を表2に示す。X値とΔTS、およびX値とvE-50は、以下の図2および3に示す関係にある。 Using these steel sheets, ΔTS before and after PWHT, and absorption energy (vE -50 ) in a Charpy impact test at -50 ° C. as an index of HAZ toughness were measured (TS and vE -50 are the following examples) In the same manner as described in 1). The results are shown in Table 2. The X value and ΔTS, and the X value and vE -50 are in the relationship shown in FIGS. 2 and 3 below.

Figure 0004878219
Figure 0004878219

即ち上記式(4)で示されるX値が大きくなるほど、PWHT後の強度低下が少ない、または逆に強度が上昇する。しかしX値が大きくなるほど、HAZ靱性(vE-50)が低下する。そこでPWHT後の強度低下の抑制およびHAZ靱性の両方に優れた極低C鋼板を得るために、本発明においてX値を、0.005以上、好ましくは0.007以上、より好ましくは0.010以上であり、0.020以下、好ましくは0.018以下、より好ましくは0.015以下と定めた。なお本発明の鋼板がMoを含まない場合、上記式(4)のX値は、上記式(1)のX1値と一致し、Moを含む場合、X値は、上記式(2)のX2値と一致する。以下、X1値およびX2値をまとめて、「X値」として説明する。 That is, as the X value represented by the above formula (4) increases, the strength decreases after PWHT, or the strength increases. However, the higher the X value, the lower the HAZ toughness (vE -50 ). Therefore, in order to obtain an ultra-low C steel sheet excellent in both suppression of strength reduction after PWHT and HAZ toughness, the X value in the present invention is 0.005 or more, preferably 0.007 or more, more preferably 0.010. The above is defined as 0.020 or less, preferably 0.018 or less, and more preferably 0.015 or less. In addition, when the steel plate of this invention does not contain Mo, the X value of said Formula (4) corresponds with the X1 value of said Formula (1), and when it contains Mo, X value is X2 of said Formula (2). Matches the value. Hereinafter, the X1 value and the X2 value will be collectively described as “X value”.

本発明の鋼板は、ベイナイト組織を基本とすることも特徴とする。こうしたベイナイト組織は、極低Cにも拘わらず570MPa以上の強度を確保するためにも有用である。一般的に、ラインパイプなどにおいては、フェライト組織を主体とすることによって高強度を実現しているが、フェライト組織では、低温圧延を施すことによって、微細なフェライトとして高強度を実現する必要がある。これに対して、ベイナイト組織では、高温圧延でも高強度が実現でき、生産性向上を図る上でも有用である。但し、これらの効果を発揮させるためには、必ずしも100面積%がベイナイト組織である必要はなく、ベイナイト分率で90面積%以上であれば良い。ベイナイトの以外の組織としては、マルテンサイトやフェライト等が挙げられる。   The steel sheet of the present invention is also characterized by being based on a bainite structure. Such a bainite structure is useful for securing a strength of 570 MPa or more despite the extremely low C. Generally, in line pipes and the like, high strength is realized by mainly using a ferrite structure, but in a ferrite structure, it is necessary to realize high strength as fine ferrite by performing low temperature rolling. . On the other hand, the bainite structure can achieve high strength even at high temperature rolling, and is useful for improving productivity. However, in order to exhibit these effects, 100 area% does not necessarily need to be a bainite structure, and what is necessary is just 90 area% or more by a bainite fraction. Examples of structures other than bainite include martensite and ferrite.

なお本発明でのベイナイト組織は、上部または下部ベイナイトに加え、「鋼のベイナイト写真集−1」[日本鉄鋼協会 ベイナイト調査研究会編:(1992).4]に紹介されているベイニティックフェライトまたはグラニュラ−ベイニティックフェライトを含む
ものである。これらC量を極低化したベイナイト組織(極低Cベイナイト組織)は強度・靭性に優れており、本発明で規定する化学組成の範囲とすると共に、適切な条件で製造することによって得ることができる。
In addition to the upper or lower bainite, the bainite structure in the present invention is “steel bainite photo collection-1” [Japan Iron and Steel Institute, Bainite Research Group: (1992). 4] and bainitic ferrite or granular bainitic ferrite introduced in 4]. These bainite structures with extremely low amounts of C (very low C bainite structures) are excellent in strength and toughness, and can be obtained by making them within the chemical composition range defined in the present invention and by producing them under appropriate conditions. it can.

本発明は、上記のようにX値を適切に規定すると共に、ベイナイトを主体とする組織とすることによって、優れたHAZ靭性およびPWHT後の強度低下が抑制された鋼板を提供しようとするものである。しかし、これらの特性、並びに優れた強度および母材靱性を達成するためには、X値およびベイナイト分率だけでなく、鋼板の化学成分組成を適正に調整することも重要である。よって以下では、本発明の鋼板の化学成分組成について説明する。   The present invention intends to provide a steel sheet in which the X value is appropriately defined as described above and the HAZ toughness and strength reduction after PWHT are suppressed by making the structure mainly composed of bainite. is there. However, in order to achieve these properties, as well as excellent strength and base material toughness, it is important to appropriately adjust not only the X value and the bainite fraction, but also the chemical composition of the steel sheet. Therefore, below, the chemical component composition of the steel plate of this invention is demonstrated.

〈C:0.01〜0.05%〉
Cは鋼の強度を増大させるのに有効な元素である。また炭化物を析出させてPWHT後の強度低下を抑えるために必要な元素である。所望の強度を確保するため、およびPWHT後の強度低下を充分に抑えるために、C量は、0.01%以上、好ましくは0.02%以上である。しかしCを過剰に含有させると、炭化物が粗大になり、また島状マルテンサイト相(M−A相)やセメンタイトが多量に形成して靱性が低下するおそれがある。よってC量は、0.05%以下、好ましくは0.04%以下である。
<C: 0.01 to 0.05%>
C is an element effective for increasing the strength of steel. Further, it is an element necessary for precipitating carbides and suppressing a decrease in strength after PWHT. In order to secure a desired strength and to sufficiently suppress a decrease in strength after PWHT, the amount of C is 0.01% or more, preferably 0.02% or more. However, if C is excessively contained, the carbides become coarse, and there is a possibility that a large amount of island-like martensite phase (MA phase) and cementite are formed and the toughness is lowered. Therefore, the C content is 0.05% or less, preferably 0.04% or less.

〈Si:1.0%以下(0%を含まない)〉
Siは、冷却条件によらず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。この効果を充分に発揮させるために、Siを、0.1%以上、好ましくは0.2%以上の量で含有させることが推奨される。しかし過剰に含有させると鋼材(母材)にM―A相を多量に析出させて靭性を劣化させる。よってSi量の上限を1.0%と定めた。好ましい上限は0.5%である。
<Si: 1.0% or less (excluding 0%)>
Si is an effective element for increasing the strength of steel by solid solution strengthening regardless of cooling conditions. In order to fully exhibit this effect, it is recommended to contain Si in an amount of 0.1% or more, preferably 0.2% or more. However, if it is contained excessively, a large amount of MA phase is precipitated in the steel material (base material) and the toughness is deteriorated. Therefore, the upper limit of the Si amount is set to 1.0%. A preferable upper limit is 0.5%.

〈Mn:0.50〜2.0%〉
Mnは、極低Cベイナイト組織を生成させて鋼材を強化するのに有効な元素である。こうした効果を充分に発揮させるために、Mn量は、0.50%以上、好ましくは0.7%以上である。しかしMnを過剰に含有させると、母材の靭性劣化を引き起こす。よってMn量は、2.0%以下、好ましくは1.8%以下である。
<Mn: 0.50 to 2.0%>
Mn is an element effective for strengthening steel by generating an extremely low C bainite structure. In order to sufficiently exhibit these effects, the amount of Mn is 0.50% or more, preferably 0.7% or more. However, when Mn is contained excessively, the toughness of the base material is deteriorated. Therefore, the amount of Mn is 2.0% or less, preferably 1.8% or less.

〈P:0.05%以下(0%を含まない)〉
Pは、結晶粒に偏析し、延性や靭性に有害に作用する不可避的不純物であるので、できるだけ少ない方が好ましいが、不可避的に鋼材に混入する。そこでP量を、0.05%以下、好ましくは0.01%以下にすることが推奨される。
<P: 0.05% or less (excluding 0%)>
P is an unavoidable impurity that segregates in crystal grains and adversely affects ductility and toughness. Therefore, P is preferably as small as possible, but is inevitably mixed into the steel material. Therefore, it is recommended that the P content be 0.05% or less, preferably 0.01% or less.

〈S:0.01%以下(0%を含まない)〉
Sは、鋼材中の合金元素と反応して種々の介在物を形成し、鋼材の延性や靭性に有害に作用する不純物であるので、できるだけ少ない方が好ましい。しかしSも、Pと同様に不可避的に混入する。そこでS量を、0.02%以下、好ましくは0.005%以下にすることが推奨される。
<S: 0.01% or less (excluding 0%)>
Since S is an impurity that reacts with alloy elements in the steel material to form various inclusions and adversely affects the ductility and toughness of the steel material, it is preferably as small as possible. However, S is inevitably mixed in as with P. Therefore, it is recommended that the S content be 0.02% or less, preferably 0.005% or less.

〈Al:0.01〜0.07%〉
Alは、脱酸剤として有効な元素である。またAlは、鋼中のNを固定化することによってBの固溶量を増加させて、Bの焼入性向上作用を助ける元素でもある。こうした効果を発揮させるためにAl量は、0.01%以上、好ましくは0.02%以上である。しかし過剰に含まれると、Siと同様に、母材組織中に島状マルテンサイト相(M―A相)を多量に析出させて、靭性を劣化させる。よってAl量は、0.07%以下、好ましくは0.05%以下である。
<Al: 0.01 to 0.07%>
Al is an element effective as a deoxidizer. Al is also an element that helps improve the hardenability of B by increasing the solid solution amount of B by fixing N in the steel. In order to exhibit such an effect, the amount of Al is 0.01% or more, preferably 0.02% or more. However, if it is contained excessively, as in the case of Si, a large amount of island-like martensite phase (MA phase) is precipitated in the matrix structure, and toughness is deteriorated. Therefore, the Al content is 0.07% or less, preferably 0.05% or less.

〈Cr:0.5〜2.0%〉
Crは、極低Cベイナイト組織を得るために重要であり、またHAZ組織におけるベイナイトブロックサイズを低減するためにも有効な元素である。さらに焼入れ性を向上させて鋼材の強度を確保する上でも有効な元素である。こうした効果を充分に発揮させるために、Cr量は、0.5%以上、好ましくは0.7%以上である。しかしCr量が過剰になると、母材靭性が劣化する。よってCr量は、2.0%以下、好ましくは1.8%以下である。
<Cr: 0.5 to 2.0%>
Cr is important for obtaining an extremely low C bainite structure, and is an effective element for reducing the bainite block size in the HAZ structure. Further, it is an element effective in improving the hardenability and ensuring the strength of the steel material. In order to sufficiently exhibit such effects, the Cr content is 0.5% or more, preferably 0.7% or more. However, when the amount of Cr becomes excessive, the base material toughness deteriorates. Therefore, the Cr content is 2.0% or less, preferably 1.8% or less.

〈Nb:0.005〜0.100%〉
Nbは、極低Cベイナイト組織を得るために有効であり、またPWHT後の強度低下を抑制するために重要な元素である。こうした効果を充分に発揮させるために、Nb量は、0.005%以上、好ましくは0.008%以上である。しかしNb量が過剰になると、その析出物が粗大になり、靱性を劣化させる。よってNb量は、0.100%以下、より好ましくは0.07%以下である。
<Nb: 0.005 to 0.100%>
Nb is effective for obtaining an extremely low C bainite structure, and is an important element for suppressing a decrease in strength after PWHT. In order to sufficiently exhibit such effects, the Nb content is 0.005% or more, preferably 0.008% or more. However, when the amount of Nb is excessive, the precipitate becomes coarse and the toughness is deteriorated. Therefore, the Nb content is 0.100% or less, more preferably 0.07% or less.

〈V:0.005〜0.10%〉
Vは、強度確保に有効であり、またPWHT後の強度低下を抑制するために重要な元素である。こうした効果を充分に発揮させるために、V量は、0.005%以上、好ましくは0.008%以上である。しかしV量が過剰になると、HAZで析出物が形成し、HAZ靱性が劣化する。よってV量は、0.10%以下、より好ましくは0.08%以下である。
<V: 0.005-0.10%>
V is an effective element for securing the strength and is an important element for suppressing the strength reduction after PWHT. In order to sufficiently exhibit these effects, the V amount is 0.005% or more, preferably 0.008% or more. However, when the amount of V becomes excessive, precipitates are formed in the HAZ and the HAZ toughness deteriorates. Therefore, the V amount is 0.10% or less, more preferably 0.08% or less.

〈Mo:0.5%以下〉
Moは、強度向上に有効であり、且つPWHT後の強度低下を抑制するためにも有効な元素であるが、本発明の鋼板において必須元素ではなく、必要に応じて含有させることができる。その効果を充分に発揮させるために、Moを、好ましくは0.03%以上、より好ましくは0.06%以上の量で含有させることが推奨される。但しMo量が過剰になると、靭性が劣化する。そこでMoを含有させる場合、その量は、0.5%以下、好ましくは0.2%以下である。
<Mo: 0.5% or less>
Mo is an element effective for improving the strength and effective for suppressing a decrease in strength after PWHT, but is not an essential element in the steel sheet of the present invention, and can be contained as necessary. In order to sufficiently exhibit the effect, it is recommended that Mo is contained in an amount of preferably 0.03% or more, more preferably 0.06% or more. However, when the amount of Mo becomes excessive, toughness deteriorates. Therefore, when Mo is contained, the amount is 0.5% or less, preferably 0.2% or less.

〈Ti:0.005〜0.03%〉
Tiは、Nと共に窒化物を形成することにより、大入熱溶接時に旧オーステナイト粒の粗大化を抑制し、HAZ靭性を向上させるのに有効な元素である。こうした効果を発揮させるためにはTi量は、0.005%以上、好ましくは0.010%以上である。しかしTiを過剰に含有させると、粗大な介在物を析出させ、かえってHAZ靭性を劣化させる。よってTi量は、0.03%以下、好ましくは0.025%以下である。
<Ti: 0.005-0.03%>
Ti is an element effective for suppressing the coarsening of the prior austenite grains during high heat input welding and improving the HAZ toughness by forming a nitride together with N. In order to exert such an effect, the Ti amount is 0.005% or more, preferably 0.010% or more. However, when Ti is excessively contained, coarse inclusions are precipitated, and the HAZ toughness is deteriorated. Therefore, the Ti content is 0.03% or less, preferably 0.025% or less.

〈N:0.002〜0.008%〉
Nは、Tiと共に微細なTiNを形成し、大入熱溶接において旧オーステナイト粒の粗大化を防止してHAZ靱性を向上させるのに有効な元素である。こうした効果を発揮させるためにN量は、0.002%以上、好ましくは0.003%以上である。しかしN量が過剰になると、粗大なTiNが析出して、靱性が劣化する。よってN量は、0.008%以下、好ましくは0.006%以下である。
<N: 0.002 to 0.008%>
N is an element that forms fine TiN together with Ti and is effective in improving the HAZ toughness by preventing coarsening of prior austenite grains in high heat input welding. In order to exert such an effect, the N amount is 0.002% or more, preferably 0.003% or more. However, when the amount of N becomes excessive, coarse TiN precipitates and the toughness deteriorates. Therefore, the N content is 0.008% or less, preferably 0.006% or less.

本発明の鋼板の基本成分組成は上記の通りであり、残部は実質的にFeである。但し原料、資材、製造設備等の状況によって持ち込まれる不可避不純物が鋼板中に含まれることは、当然に許容される。さらに本発明の鋼板は、必要に応じて、以下の任意元素を含有していても良い。   The basic component composition of the steel sheet of the present invention is as described above, and the balance is substantially Fe. However, as a matter of course, it is permissible for the steel sheet to contain inevitable impurities brought in depending on the situation of raw materials, materials, manufacturing equipment, and the like. Furthermore, the steel plate of this invention may contain the following arbitrary elements as needed.

〈B:0.0040%以下〉
Bは、極低Cベイナイト組織を得るために、および強度向上のために有効な元素であり、必要に応じて含有させることができる。こうした効果を発揮させるために、Bは、好ましくは0.0005%以上、より好ましくは0.0010%以上の量で含有させることが推奨される。しかしBを過剰に含有させると、その効果が飽和するばかりか、かえってHAZ靭性が低下する。よってBを含有させる場合、その量は、0.0040%以下、好ましくは0.0025%以下である。
<B: 0.0040% or less>
B is an element effective for obtaining an extremely low C bainite structure and for improving the strength, and can be contained as required. In order to exert such an effect, it is recommended that B is contained in an amount of preferably 0.0005% or more, more preferably 0.0010% or more. However, when B is contained excessively, not only the effect is saturated, but also HAZ toughness is lowered. Therefore, when B is contained, the amount is 0.0040% or less, preferably 0.0025% or less.

〈Cu:3.0%以下および/またはNi:3.0%以下〉
CuおよびNiは、HAZ靱性を損なうことなく、母材強度を向上させる元素であり、必要に応じて、これらの1つまたは両方を含有させることができる。こうした効果を充分に発揮させるために、Cuを、好ましくは0.05%以上、より好ましくは0.10%以上、さらに好ましくは0.5%以上の量で、Niを、好ましくは0.05%以上、より好ましくは0.10%以上、さらに好ましくは0.5%以上の量で含有させることが推奨される。しかしこれらの元素を過剰に含有させると、溶接時に島状マルテンサイト相(M−A相)の生成が促進され、HAZ靱性が劣化する。そこでCuおよび/またはNiを含有させる場合、Cu量は、3.0%以下、好ましくは1%以下であり、Ni量は、3.0%以下、好ましくは2%以下である。
<Cu: 3.0% or less and / or Ni: 3.0% or less>
Cu and Ni are elements that improve the strength of the base material without impairing the HAZ toughness, and can contain one or both of them as necessary. In order to sufficiently exert such an effect, Cu is preferably 0.05% or more, more preferably 0.10% or more, further preferably 0.5% or more, and Ni is preferably 0.05% or more. %, More preferably 0.10% or more, and still more preferably 0.5% or more. However, if these elements are contained excessively, the formation of island martensite phase (MA phase) is promoted during welding, and the HAZ toughness deteriorates. Therefore, when Cu and / or Ni is contained, the Cu content is 3.0% or less, preferably 1% or less, and the Ni content is 3.0% or less, preferably 2% or less.

〈W:0.5%以下〉
Wは、耐食性を向上させるのに有効な元素であり、必要に応じて含有させることができる。殊にWは、TiやNiと共存させることが好ましい。こうした効果を充分に発揮させるために、Wを、好ましくは0.01%以上、より好ましくは0.05%以上、さらに好ましくは0.10%以上の量で含有させることが推奨される。しかしW量が過剰になっても、その効果は飽和する。よってWを含有させる場合、その量は0.5%以下、好ましくは0.3%以下である。
<W: 0.5% or less>
W is an element effective for improving the corrosion resistance, and can be contained as necessary. In particular, W preferably coexists with Ti and Ni. In order to sufficiently exhibit such an effect, it is recommended that W is contained in an amount of preferably 0.01% or more, more preferably 0.05% or more, and further preferably 0.10% or more. However, even if the amount of W becomes excessive, the effect is saturated. Therefore, when W is contained, the amount is 0.5% or less, preferably 0.3% or less.

〈Ca:0.005%以下および/または希土類元素:0.003%以下〉
Caおよび希土類元素(以下、「REM」と省略する。)は、介在物形状の異方性を低減させて、HAZ靭性を向上させるのに有効な元素であり、必要に応じて含有させることができる。こうした効果を充分に発揮させるために、Caを、好ましくは0.0005%以上、より好ましくは0.0010%以上の量で、REMを、好ましくは0.0003%以上、より好ましくは0.0006%以上の量で含有させることが推奨される。しかしこれらの元素を過剰に含有させると、介在物が粗大化して、HAZ靭性がかえって劣化する。そこでCaおよび/またはREMを含有させる場合、Ca量は、0.005%%以下、好ましくは0.004%以下であり、REM量は、0.003%以下、好ましくは0.002%以下である。
<Ca: 0.005% or less and / or rare earth element: 0.003% or less>
Ca and rare earth elements (hereinafter abbreviated as “REM”) are effective elements for reducing the anisotropy of inclusion shapes and improving the HAZ toughness, and may be contained as necessary. it can. In order to sufficiently exhibit such an effect, Ca is preferably 0.0005% or more, more preferably 0.0010% or more, and REM is preferably 0.0003% or more, more preferably 0.0006. It is recommended that the content be at least%. However, when these elements are contained excessively, inclusions become coarse and the HAZ toughness is deteriorated. Therefore, when Ca and / or REM is contained, the Ca content is 0.005% or less, preferably 0.004% or less, and the REM content is 0.003% or less, preferably 0.002% or less. is there.

〈Zr:0.005%以下〉
Zrは、窒化物や酸化物を形成し、HAZの旧オーステナイト粒の粗大化を抑制することにより、HAZ靱性を向上させるために有効な元素であり、必要に応じて含有させることができる。こうした効果を充分に発揮させるためにZrを、好ましくは0.001%以上、より好ましくは0.002%以上の量で含有させることが推奨される。しかしZr量が過剰になると、かえってHAZ靱性が劣化する。そこでZrを含有させる場合、その量は、0.005%以下、好ましくは0.004%以下である。
<Zr: 0.005% or less>
Zr is an element effective for improving the HAZ toughness by forming nitrides and oxides and suppressing coarsening of the prior austenite grains of the HAZ, and can be contained as necessary. In order to sufficiently exhibit such effects, it is recommended that Zr is contained in an amount of preferably 0.001% or more, more preferably 0.002% or more. However, if the amount of Zr is excessive, the HAZ toughness is deteriorated. Therefore, when Zr is contained, the amount is 0.005% or less, preferably 0.004% or less.

〈Mg:0.005%以下〉
Mgは、TiN析出の核となる酸化物を微細分散させて、HAZ靱性を向上させるために有効な元素であり、必要に応じて含有させることができる。こうした効果を充分に発揮させるためにMgを、好ましくは0.001%以上、より好ましくは0.002%以上の量で含有させることが推奨される。しかしMg量が過剰であると、粗大な介在物が形成され、かえって靱性が劣化する。よってMgを含有させる場合、その量は、0.005%以下、好ましくは0.004%以下である。
<Mg: 0.005% or less>
Mg is an element effective for finely dispersing an oxide serving as a nucleus of TiN precipitation and improving the HAZ toughness, and can be contained as necessary. In order to sufficiently exhibit such effects, it is recommended that Mg is contained in an amount of preferably 0.001% or more, more preferably 0.002% or more. However, if the amount of Mg is excessive, coarse inclusions are formed and the toughness deteriorates. Therefore, when Mg is contained, the amount is 0.005% or less, preferably 0.004% or less.

本発明の鋼板を製造するには、基本的には上記のような化学成分組成を満たす鋳片または鋼片を連鋳法や造塊法により作製し、これを熱間圧延−冷却−熱処理の通常の方法により製造できるが、特に極低Cベイナイト組織を得るためには、下記(A)または(B)の工程を含む方法により製造することが好ましい。
(A)鋳片または鋼片を950〜1300℃に加熱し、圧延仕上げ温度700℃以上で熱間圧延を終了した後、空冷する。
(B)鋳片または鋼片を950〜1300℃に加熱し、圧延仕上げ温度700℃以上で熱間圧延を終了した後、冷却速度1〜50℃/秒で500℃以下まで水冷却する。
In order to manufacture the steel sheet of the present invention, basically, a slab or steel slab that satisfies the above chemical composition is produced by continuous casting or ingot casting, and this is subjected to hot rolling, cooling, and heat treatment. Although it can manufacture by a normal method, in order to obtain a very low C bainite structure especially, manufacturing by the method including the process of the following (A) or (B) is preferable.
(A) The slab or steel slab is heated to 950 to 1300 ° C., and after hot rolling is completed at a rolling finishing temperature of 700 ° C. or higher, air cooling is performed.
(B) The slab or steel slab is heated to 950 to 1300 ° C., and after hot rolling is finished at a rolling finish temperature of 700 ° C. or higher, the steel is cooled to 500 ° C. or lower at a cooling rate of 1 to 50 ° C./second.

上記(A)および(B)の工程において、加熱温度が低すぎると、合金元素が充分に固溶せず、合金元素による所望の効果が得られない場合があるため、950℃以上とすることが好ましい。また加熱温度が高すぎると、初期オーステナイト粒が粗大化してしまい、結果として鋼板の靭性が低下する。そこで1300℃以下とすることが好ましい。圧延仕上げ温度は、生産性の観点から700℃以上であることが好ましい。   In the above steps (A) and (B), if the heating temperature is too low, the alloy element is not sufficiently dissolved, and the desired effect of the alloy element may not be obtained. Is preferred. Moreover, when heating temperature is too high, an initial austenite grain will coarsen and the toughness of a steel plate will fall as a result. Therefore, the temperature is preferably set to 1300 ° C. or lower. The rolling finishing temperature is preferably 700 ° C. or higher from the viewpoint of productivity.

熱間圧延を終了した後は、空冷することによってもフェライト変態を抑制する成分設計となっているためベイナイト組織が得られるが、場合によっては冷却速度1〜50℃/秒で500℃以下まで加速冷却しても良い。そうすることにより、組織が過冷状態となって、良好な極低Cベイナイト組織が得られるためである。なお加速冷却を実施する場合には、ベイナイト組織の生成が完了するまで冷却する必要があるので、500℃以下まで冷却することが推奨される。   After hot rolling is finished, a bainite structure is obtained because it is a component design that suppresses ferrite transformation by air cooling, but in some cases, it is accelerated to 500 ° C. or less at a cooling rate of 1 to 50 ° C./second. It may be cooled. By doing so, the structure becomes supercooled and a good ultra-low C bainite structure is obtained. In addition, when implementing accelerated cooling, since it is necessary to cool until the production | generation of a bainite structure is completed, cooling to 500 degrees C or less is recommended.

また上記製造工程に加え、必要によって500〜700℃の温度領域で焼戻し処理を行なうことも有用であり、これによって更に高靭性となる。   In addition to the above manufacturing process, it is also useful to perform a tempering treatment in a temperature range of 500 to 700 ° C. as necessary, which further increases the toughness.

以下、実施例を挙げて本発明をより具体的に説明するが、本発明は以下の実施例によって制限を受けるものではなく、上記・下記の趣旨に適合し得る範囲で適当に変更を加えて実施することも勿論可能であり、それらはいずれも本発明の技術的範囲に包含される。   EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to examples. However, the present invention is not limited by the following examples, and appropriate modifications are made within a range that can meet the above and the following purposes. Of course, it is possible to implement them, and they are all included in the technical scope of the present invention.

真空溶解材からの溶製により、下記表3に示す化学成分組成を満たす鋼片を作製し、下記表4に示す熱間圧延−冷却−熱処理条件により、鋼板を製造した。   Steel pieces satisfying the chemical composition shown in Table 3 below were prepared by melting from a vacuum melting material, and steel sheets were manufactured under hot rolling-cooling-heat treatment conditions shown in Table 4 below.

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得られた各鋼板について、ベイナイト分率、鋼板の引張強度(TS)およびPWHTによる引張強度の変化代(ΔTS)、母材靱性(破面遷移温度vTrs)、およびHAZ靭性(vE−50)を、下記の方法によって測定した。これらの結果を表5に記載する。なお化学成分組成から計算したX値も、表5に記載する。 For each steel plate obtained, the bainite fraction, the tensile strength (TS) of the steel plate and the change in tensile strength due to PWHT (ΔTS), the base material toughness (fracture surface transition temperature vTrs), and the HAZ toughness (vE- 50 ) Measured by the following method. These results are listed in Table 5. The X value calculated from the chemical composition is also shown in Table 5.

〈ベイナイト分率〉
鋼板のt/4(tは板厚)部位から鏡面研磨後試験片を採取し、これを2%硝酸−エタノール溶液(ナイタール溶液)でエッチングした後、5視野において光学顕微鏡を用いて400倍で観察を行ない、画像解析によって鋼組織中のベイナイト分率(面積%)を測定した。この際、フェライト以外のラス状組織は全てベイナイトとみなした。
<Bainite fraction>
After mirror polishing from a t / 4 (t is the plate thickness) part of the steel plate, a test piece was collected, etched with a 2% nitric acid-ethanol solution (nitral solution), and then 400 times using an optical microscope in five fields of view. Observation was performed, and the bainite fraction (area%) in the steel structure was measured by image analysis. At this time, all lath structures other than ferrite were regarded as bainite.

〈鋼板の引張強度(TS)およびPWHTによる引張強度の変化代(ΔTS)〉
PWHTを行う前の鋼板のt/4(tは板厚)部位から、JIS Z 2201 4号試験片を採取し、JIS Z 2241に従い引張試験を行うことにより、引張強度(TS)を測定した。この試験では、TS≧570MPaを合格とした。
次いで鋼板に対して、2回のPWHTを、それぞれ600℃および「板厚(inch)×1時間」の保持時間の条件で行った後、鋼板のt/4(tは板厚)部位から、JIS Z 2201 4号試験片を採取し、JIS Z 2241に従い引張試験を行うことにより、PWHT後の引張強度(TS)を測定し、PWHTによる引張強度の変化代(ΔTS=PWHT後のTS−PWHT前のTS)を求めた。この試験では、ΔTS≧−15MPaを合格とした。
<Tensile strength (TS) of steel sheet and change in tensile strength due to PWHT (ΔTS)>
JIS Z 2201 No. 4 test piece was taken from the t / 4 (t is the plate thickness) portion of the steel plate before PWHT, and the tensile strength (TS) was measured by conducting a tensile test according to JIS Z 2241. In this test, TS ≧ 570 MPa was regarded as acceptable.
Next, after performing PWHT twice on the steel sheet under the conditions of 600 ° C. and holding time of “plate thickness (inch) × 1 hour”, respectively, from the t / 4 (t is the plate thickness) portion of the steel plate, JIS Z 2201 No. 4 test specimens were collected, and tensile strength (TS) after PWHT was measured by conducting a tensile test according to JIS Z 2241, and the change in tensile strength due to PWHT (ΔTS = TS-PWHT after PWHT) The previous TS) was determined. In this test, ΔTS ≧ −15 MPa was regarded as acceptable.

〈母材靭性(vTrs)〉
鋼板のt/4(tは板厚)部位から、JIS Z 2242に従ってVノッチ試験片を採取してシャルピー衝撃試験を行ない、シャルピー試験片の脆性破面率が50%となる温度を、破面遷移温度(vTrs)として、近似により求めた。この試験では、vTrs≦−50℃を合格とした。
<Base material toughness (vTrs)>
From the t / 4 (t is the plate thickness) part of the steel plate, a V-notch test piece is taken according to JIS Z 2242 and a Charpy impact test is performed. The temperature at which the brittle fracture rate of the Charpy test piece is 50% The transition temperature (vTrs) was obtained by approximation. In this test, vTrs ≦ −50 ° C. was regarded as acceptable.

〈HAZ靭性(vE−50)〉
HAZ再現試験を行なった。鋼板から採取した試験片(12.5×32×55(mm)の試験片を各5本採取)に、1400℃×5秒加熱後、800〜500℃までを40秒で冷却する熱サイクル試験(入熱量5kJ/mmに相当)を行なった。その後、各試験片から2本のシャルピー試験片を採取し、各鋼板において各10本で、−50℃における吸収エネルギーを測定し、その平均値をvE-50として求めた。この試験ではvE-50≧100J以上を合格とした。
<HAZ toughness (vE- 50 )>
A HAZ reproduction test was conducted. Thermal cycle test in which specimens taken from steel plates (5 specimens each of 12.5 × 32 × 55 (mm) are collected) are heated to 1400 ° C. × 5 seconds and then cooled to 800-500 ° C. in 40 seconds. (Corresponding to a heat input of 5 kJ / mm). Thereafter, two Charpy test pieces were collected from each test piece, the absorbed energy at −50 ° C. was measured with 10 pieces on each steel plate, and the average value was obtained as vE- 50 . In this test, vE -50 ≧ 100 J or more was accepted.

Figure 0004878219
Figure 0004878219

表3〜5の結果から、本発明の各要件(化学成分組成、X値およびベイナイト分率)を満たす鋼板No.1〜11は、溶接前において優れた引張強度および母材靱性を示すことに加えて、溶接およびPWHT後でも、引張強度の低下が充分に抑制されるか、または逆に強度が向上し、且つHAZ靱性に優れていることが分かる。   From the results of Tables 3 to 5, steel plate Nos. Satisfying the requirements of the present invention (chemical composition, X value and bainite fraction). In addition to exhibiting excellent tensile strength and base material toughness before welding, 1 to 11 are sufficiently suppressed in the decrease in tensile strength even after welding and PWHT, or conversely, the strength is improved, and It can be seen that the HAZ toughness is excellent.

一方、本発明の要件のいずれかを満たさない鋼板No.12〜31では、良好な結果が得られていない。
具体的には鋼板No.12は、C量が多いため、極低Cベイナイト鋼にならず、母材靱性が劣化している。またHAZ靱性も悪い。
鋼板No.13は、Si量が多いため、鋼材中にM−A相が多量に析出し、母材およびHAZ靱性が劣化している。
On the other hand, a steel plate No. 1 that does not satisfy any of the requirements of the present invention. In 12-31, the favorable result is not obtained.
Specifically, steel plate No. Since No. 12 has a large amount of C, it is not an extremely low C bainitic steel, and the base metal toughness is deteriorated. Also, the HAZ toughness is poor.
Steel plate No. In No. 13, since the amount of Si is large, a large amount of MA phase is precipitated in the steel material, and the base material and the HAZ toughness are deteriorated.

鋼板No.14は、Mn量が少ないため、極低Cベイナイト鋼にならず、強度が低い。
鋼板No.15は、Mn量が多いため、靱性が劣化している。
鋼板No.16は、Cr量が少ないため、極低Cベイナイト鋼にならず、強度が低い。
鋼板No.17は、Cr量が多いため、母材靱性が劣化している。
Steel plate No. No. 14 is not an extremely low C bainitic steel because the amount of Mn is small, and its strength is low.
Steel plate No. Since No. 15 has a large amount of Mn, the toughness is deteriorated.
Steel plate No. Since No. 16 has a small amount of Cr, it does not become an ultra-low C bainitic steel and has low strength.
Steel plate No. Since No. 17 has a large amount of Cr, the base material toughness is deteriorated.

鋼板No.18は、Ti量が多いため、粗大介在物が鋼材中に析出し、靱性が劣化している。
鋼板No.19は、B量が多いため、靱性が劣化している。
鋼板No.20は、Mo量が多いため、靱性が劣化している。
鋼板No.21は、V量が多いため、靱性が劣化している。
Steel plate No. In No. 18, since the Ti amount is large, coarse inclusions are precipitated in the steel material, and the toughness is deteriorated.
Steel plate No. No. 19 has a large amount of B, so the toughness is deteriorated.
Steel plate No. Since No. 20 has a large amount of Mo, toughness is deteriorated.
Steel plate No. Since No. 21 has a large amount of V, toughness is deteriorated.

鋼板No.22は、Cu量が多いため、靱性が劣化している。
鋼板No.23は、Ni量が多いため、靱性が劣化している。
鋼板No.24は、Nb量が多いため、靱性が劣化している。
鋼板No.25は、Ca量が多いため、靱性が劣化している。
Steel plate No. Since No. 22 has a large amount of Cu, the toughness is deteriorated.
Steel plate No. Since No. 23 has a large amount of Ni, the toughness is deteriorated.
Steel plate No. Since No. 24 has a large amount of Nb, toughness is deteriorated.
Steel plate No. Since No. 25 has a large amount of Ca, toughness is deteriorated.

鋼板No.26〜28は、X値が本発明で規定する下限未満であり、PWHTによる強度低下が大きい(ΔTSが小さい)。
鋼板No.29〜31は、X値が本発明で規定する上限を超えており、HAZ靱性が低い。
Steel plate No. In Nos. 26 to 28, the X value is less than the lower limit defined in the present invention, and the strength decrease due to PWHT is large (ΔTS is small).
Steel plate No. Nos. 29 to 31 have an X value exceeding the upper limit specified in the present invention, and have low HAZ toughness.

Nb、VまたはMoの各含有量(質量%)と、PWHT前後の引張強度(TS)の変化代(ΔTS=PWHT後のTS−PWHT前のTS)との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between each content (mass%) of Nb, V, or Mo, and the change margin (ΔTS = TS before PWHT-TS before PWHT) of the tensile strength (TS) before and after PWHT. X値(上記式(4))とΔTSとの関係を表すグラフである。It is a graph showing the relationship between X value (the said Formula (4)) and (DELTA) TS. X値(上記式(4))と−50℃でのシャルピー衝撃試験における吸収エネルギー(vE-50)との関係を表すグラフである。It is a graph showing the relationship between X value (the said Formula (4)) and the absorbed energy (vE- 50 ) in the Charpy impact test at -50 degreeC.

Claims (8)

C:0.01〜0.05%(質量%の意味、以下同じ)、
Si:1.0%以下(0%を含まない)、
Mn:0.50〜2.0%、
P:0.05%以下(0%を含まない)、
S:0.01%以下(0%を含まない)、
Al:0.01〜0.07%、
Cr:0.5〜2.0%、
Nb:0.005〜0.100%、
V:0.005〜0.10%、
Ti:0.005〜0.03%、および
N:0.002〜0.008%を含有し、
残部がFeおよび不可避不純物からなり、
下記式(1)で表されるX1値が、0.005〜0.020の範囲内にあり、且つベイナイト分率が90面積%以上の組織であることを特徴とする、溶接後熱処理が施される鋼板。
X1=(9[Nb]+4[V])×[C] ・・・ (1)
〔式中[Nb]、[V]および[C]は、それぞれNb、VおよびCの含有量(質量%)を表す。〕
C: 0.01 to 0.05% (meaning mass%, the same shall apply hereinafter)
Si: 1.0% or less (excluding 0%),
Mn: 0.50 to 2.0%,
P: 0.05% or less (excluding 0%),
S: 0.01% or less (excluding 0%),
Al: 0.01 to 0.07%,
Cr: 0.5 to 2.0%,
Nb: 0.005 to 0.100%,
V: 0.005-0.10%,
Ti: 0.005 to 0.03%, and N: 0.002 to 0.008%,
The balance consists of Fe and inevitable impurities,
The post-weld heat treatment is performed, wherein the X1 value represented by the following formula (1) is in the range of 0.005 to 0.020 and the bainite fraction is 90 area% or more. Steel sheet.
X1 = (9 [Nb] +4 [V]) × [C] (1)
[Wherein [Nb], [V] and [C] represent the contents (% by mass) of Nb, V and C, respectively. ]
C:0.01〜0.05%(質量%の意味、以下同じ)、
Si:1.0%以下(0%を含まない)、
Mn:0.50〜2.0%、
P:0.05%以下(0%を含まない)、
S:0.01%以下(0%を含まない)、
Al:0.01〜0.07%、
Cr:0.5〜2.0%、
Nb:0.005〜0.100%、
V:0.005〜0.10%、
Mo:0.5%以下(0%を含まない)
Ti:0.005〜0.03%、および
N:0.002〜0.008%を含有し、
残部がFeおよび不可避不純物からなり、
下記式(2)で表されるX2値が、0.005〜0.020の範囲内にあり、且つベイナイト分率が90面積%以上の組織であることを特徴とする、溶接後熱処理が施される鋼板。
X2=(9[Nb]+4[V]+[Mo])×[C] ・・・ (2)
〔式中[Nb]、[V]、[Mo]および[C]は、それぞれNb、V、MoおよびCの含有量(質量%)を表す。〕
C: 0.01 to 0.05% (meaning mass%, the same shall apply hereinafter)
Si: 1.0% or less (excluding 0%),
Mn: 0.50 to 2.0%,
P: 0.05% or less (excluding 0%),
S: 0.01% or less (excluding 0%),
Al: 0.01 to 0.07%,
Cr: 0.5 to 2.0%,
Nb: 0.005 to 0.100%,
V: 0.005-0.10%,
Mo: 0.5% or less (excluding 0%)
Ti: 0.005 to 0.03%, and N: 0.002 to 0.008%,
The balance consists of Fe and inevitable impurities,
The X2 value represented by the following formula (2) is in the range of 0.005 to 0.020, and a bainite fraction is a structure having a area of 90 area% or more. Steel sheet.
X2 = (9 [Nb] +4 [V] + [Mo]) × [C] (2)
[Wherein [Nb], [V], [Mo] and [C] represent the contents (mass%) of Nb, V, Mo and C, respectively. ]
さらにB:0.0040%以下(0%を含まない)を含有する請求項1または2に記載の鋼板。   Furthermore, B: The steel plate of Claim 1 or 2 containing 0.0040% or less (0% is not included). さらにCu:3.0%以下(0%を含まない)および/またはNi:3.0%以下(0%を含まない)を含有する請求項1〜3のいずれかに記載の鋼板。   The steel sheet according to any one of claims 1 to 3, further comprising Cu: 3.0% or less (not including 0%) and / or Ni: 3.0% or less (not including 0%). さらにW:0.5%以下(0%を含まない)を含有する請求項1〜4のいずれかに記載の鋼板。   The steel sheet according to any one of claims 1 to 4, further comprising W: 0.5% or less (not including 0%). さらにCa:0.005%以下(0%を含まない)および/または希土類元素:0.003%以下(0%を含まない)を含有する請求項1〜5のいずれかに記載の鋼板。   Furthermore, the steel plate in any one of Claims 1-5 containing Ca: 0.005% or less (excluding 0%) and / or rare earth elements: 0.003% or less (excluding 0%). さらにZr:0.005%以下(0%を含まない)を含有する請求項1〜6のいずれかに記載の鋼板。   Furthermore, the steel plate in any one of Claims 1-6 containing Zr: 0.005% or less (0% is not included). さらにMg:0.005%以下(0%を含まない)を含有する請求項1〜7のいずれかに記載の鋼板。   The steel sheet according to any one of claims 1 to 7, further comprising Mg: 0.005% or less (not including 0%).
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