JP5051001B2 - High-strength thick steel plate with excellent arrest characteristics in the 45 ° direction with respect to the rolling direction and method for producing the same - Google Patents

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本発明は、板厚中心部から板厚方向への距離が同じ面を基準にした場合において圧延方向に対して45°の方向(以下、単に「圧延方向に対し45゜方向」という。)のアレスト特性に優れた高強度厚肉鋼板およびその製造方法に関し、詳しくは、万が一、脆性き裂が発生した場合であっても、構造物全体の崩壊を阻止することができる圧延方向に対し45°方向のアレスト特性に優れた高強度厚肉鋼板およびその製造方法に関する。   In the present invention, the direction of 45 ° with respect to the rolling direction (hereinafter, simply referred to as “45 ° direction with respect to the rolling direction”) when the distance from the central portion of the plate thickness to the thickness direction is the reference. Regarding a high-strength thick steel plate excellent in arrest properties and a method for producing the same, in detail, even if a brittle crack occurs, 45 ° with respect to the rolling direction can prevent collapse of the entire structure. TECHNICAL FIELD The present invention relates to a high-strength thick steel plate having excellent direction arrest characteristics and a method for producing the same.

上記の高強度厚肉鋼板とは板厚50mmを超えるものが対象であり、そして、強度クラスとしては引張強さが490MPa以上のものが対象となる。   The above-mentioned high-strength thick steel plate is intended for those having a plate thickness exceeding 50 mm, and the strength class is for those having a tensile strength of 490 MPa or more.

なお、「アレスト特性」とは、き裂の伝播を停止させることができる特性のことである。   The “arrest characteristic” is a characteristic that can stop the propagation of cracks.

近年、各種の鋼構造物の規模が大型化するに伴い、その素材として使用される各種の鋼板に要求される板厚や強度はますます大きくなってきている。特に、近年では国際商取引が活発になっていることから、商業用船舶はより大型化してきており、そのため板厚50mmを超える船体構造用の高強度厚肉鋼板が求められるようになってきた。   In recent years, as the scale of various steel structures has increased, the thickness and strength required for various steel sheets used as the material have been increasing. In particular, since international commerce has become active in recent years, commercial ships have become larger in size, and for this reason, high-strength thick steel sheets for hull structures having a plate thickness exceeding 50 mm have been required.

上記のような高強度厚肉鋼板においては、使用時の力学的な拘束力も大きくなることから、板厚中心部の特性のさらなる向上が要求される傾向にある。しかしながら、板厚中心部の特性の向上は未だ不十分である。   In such a high-strength thick steel plate, since the mechanical restraint force at the time of use also becomes large, there exists a tendency for the further improvement of the characteristic of a plate | board thickness center part to be requested | required. However, the improvement in the characteristics at the center of the plate thickness is still insufficient.

あらゆる構造物において、脆性破壊による崩壊は瞬時に構造物全体が崩壊し甚大な被害が想定されることから、絶対に避けるべき破壊形態である。   In all structures, the collapse due to brittle fracture is the type of fracture that should be avoided because the entire structure collapses instantly and enormous damage is assumed.

したがって、建造物は脆性破壊の発生を避けるべく設計がなされるものの、設計を上回る外力の作用や施工に起因する欠陥など、設計者の想定外の異常事態に起因して脆性破壊が発生してしまう場合も考慮する必要がある。   Therefore, although the building is designed to avoid the occurrence of brittle fracture, brittle fracture has occurred due to abnormal situations unexpected by the designer, such as the effects of external force exceeding the design and defects caused by construction. It is necessary to consider the case.

脆性破壊が発生すると、極めて高速のき裂伝播により脆性破壊が構造物全体に広がり、このため、構造物全体が破壊してしまう。しかしながら、き裂伝播に対する抵抗性が著しく高い鋼材は、進展してきたき裂を停止させることができる特性(アレスト特性)を有する。   When a brittle fracture occurs, the brittle fracture spreads over the entire structure due to extremely high-speed crack propagation, and thus the entire structure is destroyed. However, a steel material with extremely high resistance to crack propagation has a characteristic (arrest characteristic) that can stop a crack that has progressed.

そして、このアレスト特性を有した部材を適所に配した構造物は、き裂の発生およびその伝播の各段階で二重の安全性(ダブルインテグリティ)を有することになり、構造物の設計思想として極めて重要なものである。   And, a structure with this arresting member in place has double safety at each stage of crack generation and propagation, and as a design philosophy of the structure. It is extremely important.

例えば造船分野では、このダブルインテグリティに基づいた設計思想の下に船舶が建造される方向にある。   For example, in the shipbuilding field, there is a direction in which ships are built under a design philosophy based on this double integrity.

しかしながら、上述したように、商業用船舶等の構造物の大型化に伴い使用鋼材の板厚はますます厚肉化している。このため、材料的特性および力学的特性の両面において、厚肉鋼板の特性向上に対する要求はより苛酷なものとなってきている。   However, as described above, the thickness of the steel material used is increasing with the increase in the size of structures such as commercial ships. For this reason, the request | requirement with respect to the characteristic improvement of a thick-walled steel plate has become more severe in both material characteristics and mechanical characteristics.

鋼材にアレスト特性を付与する方法として最も単純なものは、靱性を著しく向上させる元素であるNiを含有させることである。   The simplest method for imparting arrest properties to a steel material is to contain Ni, which is an element that significantly improves toughness.

Niを含有させることによるアレスト特性の改善効果は大きく、例えば、−165℃という極低温環境でのダブルインテグリティを保証する鋼材としては、9%のNiを含有させたいわゆる「9%Ni鋼」が一般的であり、日本工業規格(JIS)にも規定されている。   The effect of improving the arrest property by adding Ni is large. For example, as a steel material that guarantees double integrity in a cryogenic environment of −165 ° C., so-called “9% Ni steel” containing 9% Ni is used. It is general and is also defined in Japanese Industrial Standards (JIS).

また、特許文献1には、特定の化学組成を有する鋼を低温加熱し、その加熱時のオーステナイト粒の粗大化を防ぎ、次いでAr3変態点以上のできるだけ低い温度で適量の圧延(いわゆる「低温圧延」)を行った後、Ar3変態点とAr1変態点の間の2相域で適度の圧延を行って、結晶粒の微細化および破面上でのセパレ−ション発生を促し、アレスト特性を向上させる「脆性破壊発生抵抗特性と脆性亀裂停止特性の優れた低温用鋼」が開示されている。 Patent Document 1 discloses that a steel having a specific chemical composition is heated at a low temperature to prevent austenite grains from coarsening during the heating, and then an appropriate amount of rolling (so-called “low temperature” is performed at the lowest possible temperature above the Ar 3 transformation point. After rolling ”), appropriate rolling is performed in the two-phase region between the Ar 3 transformation point and Ar 1 transformation point to promote grain refinement and separation on the fracture surface. “Low temperature steel excellent in brittle fracture initiation resistance characteristics and brittle crack stopping characteristics” is disclosed.

特許文献2には、特定の化学成分からなる鋳片をAc3点以上の温度から冷却速度2℃/s以上で水冷を開始し、該鋳片の表裏面から厚みの1/3迄の表層部をAr3点以下に冷却して該水冷を中止し、該鋳片の復熱が終了する迄の間に仕上圧延を開始し、該仕上圧延終了後、該鋳片の表裏面から厚みの1/3迄をAc3点未満に復熱すると共に該鋳片の表裏面から厚みの1/3以上をAc3点以上に復熱するという、未再結晶域での昇温下圧延による再結晶と逆変態の組合せにより、特に鋼板の表層近傍において微細な組織を確保し、シアリップを効果的に作用させる「脆性亀裂伝播停止特性の優れた鋼板の製造方法」が開示されている。 In Patent Document 2, water cooling of a slab made of a specific chemical component is started at a temperature of Ac 3 or more at a cooling rate of 2 ° C./s or more, and the surface layer from the front and back surfaces of the slab to 1/3 of the thickness. The part is cooled to an Ar 3 point or less, the water cooling is stopped, finish rolling is started until the reheating of the slab is finished, and after the finish rolling is finished, the thickness of the slab is measured from the front and back surfaces. the until 1/3 that recuperator from front and back surfaces of the template pieces 1/3 or more thickness than the Ac 3 point while recuperation in Ac less than 3 points, re by elevated temperature rolling in the non-recrystallization region A “method of manufacturing a steel sheet with excellent brittle crack propagation stopping characteristics” is disclosed, in which a fine structure is secured particularly in the vicinity of the surface layer of the steel sheet by the combination of crystal and reverse transformation, and the shear lip acts effectively.

特許文献3には、特定の化学成分からなる鋼片をAc3変態点以上、1100℃以下の温度に加熱し、950℃以下での累積圧下率が10〜50%の圧延を行った後、その段階での板厚の2〜33%に対応する上下各表層部の領域をAr3変態点以上の温度から2℃/s以上の冷却速度で冷却を開始し、Ar3変態点以下で冷却を停止して復熱させることを1回以上経由させる経過で、最後の冷却後の復熱が終了するまでの間に仕上げ圧延を完了させ、該圧延完了後の鋼板の前記上下表層域をAc3変態点未満に、またはAc3変態点以上に、あるいはAc3変態点とその上下温度域に復熱し、圧延終了後は必要に応じて、加速冷却あるいは加速冷却と焼戻しを施すことによって、表層部の組織を超細粒化して脆性き裂伝播時のシアリップ形成を促す「脆性亀裂伝播停止特性と低温靱性の優れた厚鋼板の製造方法」が開示されている。 In Patent Document 3, a steel slab composed of a specific chemical component is heated to a temperature not lower than the Ac 3 transformation point and not higher than 1100 ° C., and after rolling at a cumulative rolling reduction at 950 ° C. or lower is 10 to 50%, the area of the upper and lower surface portion corresponding to the thickness from 2 to 33% of at that stage to begin cooling at 2 ° C. / s or more cooling rate from Ar 3 transformation point or more of the temperature, cooling below Ar 3 transformation point In the process of stopping reheating and reheating one or more times, finish rolling is completed until the reheating after the last cooling is completed, and the upper and lower surface layer regions of the steel plate after the completion of rolling are defined as Ac. By reheating below the 3 transformation point, above the Ac 3 transformation point, or to the Ac 3 transformation point and its upper and lower temperature range, and after completion of rolling, by applying accelerated cooling or accelerated cooling and tempering as necessary, The microstructure of the joints to form shear lip during brittle crack propagation To "method for producing a superior steel plate of brittle crack propagation stopping characteristics and low-temperature toughness" is disclosed.

特開昭55−148746号公報JP 55-148746 A 特開平3−2322号公報JP-A-3-2322 特開平7−126798号公報JP 7-126798 A

上述したとおり、Niによるアレスト特性の改善効果は大きく、アレスト特性を向上することができるが、Niは非常に高価な元素であり、Niを9%も含有させるとなると、鋼材コストの高騰を引き起こす。したがって、Niを含有させることによるアレスト特性の向上は、コスト面での問題が多い。   As described above, the improvement effect of the arrest property by Ni is large and the arrest property can be improved. However, Ni is a very expensive element, and if Ni is contained as much as 9%, the steel material cost is increased. . Therefore, improvement of the arrest characteristics by containing Ni has many problems in terms of cost.

また、特許文献1で開示された、2相域での圧延により細粒化を行い、セパレ−ション発生を促す技術によれば、Niなどの高価な元素を含有させることなく、アレスト特性を向上させることが可能である。しかしながら、一般的に2相域圧下では、圧延方向に平行な方向を意味するいわゆる「L方向」および板厚中心部から板厚方向への距離が同じ面を基準にした場合において圧延方向に対して直角な方向を意味するいわゆる「C方向」のアレスト特性は向上させることができるものの、圧延方向に対し45°方向のアレスト特性は向上させることができない。しかも、構造物において、応力が負荷される方向は必ずしも一定とは限らないので、特許文献1で開示された技術でアレスト性を向上させても、その安全性は十分とはいえない。さらに、特許文献1は、厚肉材のアレスト特性向上を視野に入れたものではない。   In addition, according to the technique disclosed in Patent Document 1, which is refined by rolling in a two-phase region and promotes the generation of separation, the arrest characteristics are improved without containing expensive elements such as Ni. It is possible to make it. However, in general, under the two-phase region pressure, the so-called “L direction”, which means a direction parallel to the rolling direction, and the rolling direction in the case where the distance from the center of the plate thickness to the plate thickness direction is the same as the reference, The so-called “C direction” arrest characteristic, which means a perpendicular direction, can be improved, but the arrest characteristic in the 45 ° direction with respect to the rolling direction cannot be improved. Moreover, since the direction in which stress is applied in the structure is not necessarily constant, even if the arrestability is improved by the technique disclosed in Patent Document 1, the safety is not sufficient. Furthermore, Patent Document 1 does not take into consideration the improvement of the arrest characteristics of thick materials.

なお、図1に、上述した各方向を「L方向」、「C方向」および「45゜方向」として模式的に示した。   In FIG. 1, the above-described directions are schematically shown as “L direction”, “C direction”, and “45 ° direction”.

特許文献2で開示された、未再結晶域での昇温下圧延による再結晶と逆変態の組合せにより、特に鋼板の表層近傍において微細な組織を確保し、脆性き裂伝播時のシアリップ形成を促す技術によれば、Niなどの高価な元素を添加することなく、アレスト特性を向上させることが可能である。しかしながら、この技術は、鋳片の水冷中に該鋳片の表裏面から厚みの1/3迄の表層部をAr3点以下に冷却して該水冷を中止し、該鋳片の復熱が終了する迄の間に仕上圧延を開始し、該仕上圧延終了後、該鋳片の表裏面から厚みの1/3迄をAc3点未満に復熱すると共に該鋳片の表裏面から厚みの1/3以上をAc3点以上に復熱するという、コストのかかる煩雑な工程を必要とするものである。 The combination of recrystallization and reverse transformation by hot rolling in an unrecrystallized region disclosed in Patent Document 2 ensures a fine structure especially in the vicinity of the surface layer of the steel sheet, and shear lip formation during brittle crack propagation According to the urging technique, it is possible to improve the arrest characteristics without adding an expensive element such as Ni. However, in this technique, during the water cooling of the slab, the surface layer portion from the front and back surfaces of the slab to 1/3 of the thickness is cooled to the Ar 3 point or less to stop the water cooling, and the slab is reheated. Finishing rolling is started until the end, and after finishing rolling, up to 1/3 of the thickness from the front and back surfaces of the slab is reheated to less than Ac 3 point, and the thickness from the front and back surfaces of the slab is reduced. This requires a costly and complicated process of recovering 1/3 or more to Ac 3 or more.

また、特許文献3で開示された、鋼板の表層組織を超細粒化することにより、脆性き裂伝播時のシアリップ形成を促す技術によっても、Niなどの高価な元素を添加することなく、アレスト特性を向上させることが可能である。しかしながら、この技術の場合も、圧延途中に冷却を行い復熱させることによって、鋼板の表層組織の超細粒化を達成するものであるため、コストのかかる煩雑な工程が必要となる。   Further, the technique disclosed in Patent Document 3 that makes the surface layer structure of a steel sheet ultrafine-grained to promote the formation of shear lip at the time of brittle crack propagation can be achieved without adding expensive elements such as Ni. It is possible to improve the characteristics. However, even in this technique, since the surface structure of the steel sheet is made ultrafine by cooling and reheating during rolling, a complicated and expensive process is required.

しかも、厚肉材の場合には、復熱を伴う途中冷却を実現するためには補助加熱工程が必須の要件になってしまう。したがって、特許文献2および特許文献3で開示された技術は、特に厚肉材に適用する場合には、設備コストやエネルギーコストの上昇を避けられないということからも実現性に乏しいものである。   In addition, in the case of a thick material, an auxiliary heating step is an indispensable requirement in order to realize midway cooling with recuperation. Therefore, the techniques disclosed in Patent Document 2 and Patent Document 3 have poor feasibility because they are unavoidably caused by an increase in equipment cost and energy cost, particularly when applied to thick materials.

このように、従来は、アレスト特性、なかでも圧延方向に対し45°方向のアレスト特性に優れた高強度厚肉鋼板を低コストで提供することは困難であった。   Thus, conventionally, it has been difficult to provide a high-strength thick steel plate that is excellent in arrest properties, especially in the 45 ° direction with respect to the rolling direction, at low cost.

本発明は、このような状況に鑑みて、圧延方向に対し45°方向のアレスト特性に優れた高強度厚肉鋼板、特に、圧延方向において−10℃のアレスト特性が6000N/mm1.5以上であり、かつ、引張強度(TS)が490MPa以上である、圧延方向に対し45°方向のアレスト特性に優れた高強度厚肉鋼板を低コストで提供することを目的とする。上記高強度厚肉鋼板の製造方法を提供することもまた、本発明の目的とするところである。 In view of such a situation, the present invention is a high-strength thick steel plate having excellent arrest characteristics in the 45 ° direction with respect to the rolling direction, in particular, the arrest characteristic at −10 ° C. in the rolling direction is 6000 N / mm 1.5 or more. And it aims at providing the high intensity | strength thick steel plate excellent in the arrest characteristic of a 45 degree direction with respect to a rolling direction which is 490 Mpa or more in tensile strength (TS) at low cost. It is also an object of the present invention to provide a method for producing the high-strength thick steel plate.

本発明者らは、上記の課題を解決するために、種々の検討と実験を行った。その結果、次の(a)〜(j)に示す知見を得た。   In order to solve the above problems, the present inventors have conducted various studies and experiments. As a result, the knowledge shown in the following (a) to (j) was obtained.

(a)圧延方向に対し45°方向のアレスト特性に優れた高強度厚肉鋼板を低コストで提供するために、高価な合金成分を多量に含有させる方法は採用できない。   (A) In order to provide a high-strength thick steel plate excellent in arrest characteristics in the 45 ° direction with respect to the rolling direction at a low cost, a method of containing a large amount of expensive alloy components cannot be employed.

(b)厚肉鋼板にアレスト特性を付与させることができるその他の方法としては、未再結晶域の圧下による細粒化効果を利用する熱加工制御法(TMCP(Thermo−Mechanical Control Process)法)を適用することが考えられる。しかしながら、通常のTMCP法を適用した厚肉鋼板では、未再結晶域の圧下による細粒化効果が板厚中心部まで浸透しないため、板厚中心部の組織サイズは粗大化する傾向にあり、板厚中心部におけるシャルピー衝撃特性が、厚肉鋼板の板厚中心部から板厚方向への距離が板厚の1/4である位置(以下、「板厚1/4位置」という。)または表層部分におけるシャルピー衝撃特性よりも悪化する傾向が顕著となる。さらに、板厚中心部は加工の浸透度が低いこともあり、上部ベイナイト組織が主体となる。一般に、上部ベイナイト組織は「MA」と称されるラス間の硬質組織の影響によって、細粒フェライト組織に比べて靱性が低下する。このように、これまで汎用的に実施されているTMCP法の範囲内では、TMCP条件を種々調整した場合であっても、板厚中心部組織の靱性不足により、−10℃におけるアレスト特性は4000N/mm1.5程度に留まってしまう。このため、目標とする6000N/mm1.5以上という値には到底及ぶものではない。したがって、汎用的なTMCP条件に留まらず、より広範囲のTMCP条件で実験を行う必要がある。 (B) As another method capable of imparting arrest properties to a thick steel plate, a thermal processing control method (TMCP (Thermo-Mechanical Control Process) method) utilizing the effect of fine graining caused by the reduction of the non-recrystallized region. Can be applied. However, in the thick steel plate to which the normal TMCP method is applied, the fine graining effect due to the reduction in the non-recrystallized region does not penetrate to the center of the plate thickness, so the structure size of the center of the plate thickness tends to be coarsened, The Charpy impact characteristics at the center of the plate thickness are such that the distance from the center of the plate thickness to the plate thickness direction is 1/4 of the plate thickness (hereinafter referred to as “plate thickness 1/4 position”) or The tendency to be worse than the Charpy impact property in the surface layer portion becomes remarkable. Furthermore, the central part of the plate thickness may have a low processing penetration, and the upper bainite structure is mainly used. Generally, the toughness of the upper bainite structure is lower than that of the fine-grained ferrite structure due to the influence of a hard structure between laths called “MA”. As described above, within the range of the TMCP method that has been widely used so far, even when the TMCP conditions are variously adjusted, the arrest characteristic at −10 ° C. is 4000 N due to the lack of toughness in the central structure of the plate thickness. / Mm stays around 1.5 . For this reason, the target value of 6000 N / mm 1.5 or more is not reached. Therefore, it is necessary to conduct experiments not only in general-purpose TMCP conditions but also in a wider range of TMCP conditions.

(c)そこで、本発明者らは汎用的なTMCP条件を逸脱して、より広範囲のTMCP条件で種々の実験を行った結果、高強度厚肉鋼板の目標強度である490MPa以上の引張強度(TS)を実現するためには、適切な焼入性を有した化学成分にコントロールすることが必要であること、そして、その焼入性の指標としては、
Ceq=C+(Mn/6)+(Cu/15)+(Ni/15)+(Cr/5)+(Mo/5)+(V/5)・・・(1)
の式で示される炭素当量Ceqを用いることができることを見出すとともに、その炭素当量Ceqを0.32〜0.40%とする必要があることを見出した。
(C) Therefore, the present inventors deviated from general-purpose TMCP conditions and conducted various experiments under a wider range of TMCP conditions. As a result, the tensile strength (490 MPa or more), which is the target strength of a high-strength thick steel plate, In order to realize (TS), it is necessary to control the chemical composition with appropriate hardenability, and as an index of hardenability,
Ceq = C + (Mn / 6) + (Cu / 15) + (Ni / 15) + (Cr / 5) + (Mo / 5) + (V / 5) (1)
It has been found that the carbon equivalent Ceq represented by the formula can be used, and the carbon equivalent Ceq needs to be 0.32 to 0.40%.

ただし、上記(1)式中の、C、Mn、Cu、Ni、Cr、MoおよびVは、それぞれの元素の含有量(質量%)を意味する。   However, C, Mn, Cu, Ni, Cr, Mo and V in the above formula (1) mean the content (% by mass) of each element.

(d)そして、厚肉鋼板の素材である鋼塊の加熱条件のコントロールは極めて有効であり、特に、低温化または短時間化を図ることにより、圧延後の変態時にフェライト変態を起こさせ、もって初期オーステナイト粒径を微細にすることができることを見出した。   (D) And, the control of the heating condition of the steel ingot which is the material of the thick steel plate is extremely effective. In particular, by lowering the temperature or shortening the time, the ferrite transformation is caused at the transformation after the rolling. It has been found that the initial austenite grain size can be made fine.

具体的には、厚肉鋼板の素材である鋼塊の加熱工程においては、鋼塊の加熱温度Tr(℃)と加熱時間t(h)が、
t×exp(Tr3/270000000)≦580・・・(2)
の式を満足するように鋼塊を加熱することによって、低温化と短時間化を図ることが好ましい。
Specifically, in the heating process of the steel ingot that is the material of the thick steel plate, the heating temperature Tr (° C.) and the heating time t (h) of the steel ingot are:
t × exp (Tr 3/270000000 ) ≦ 580 ··· (2)
It is preferable to lower the temperature and shorten the time by heating the steel ingot so as to satisfy the following formula.

なお、「鋼塊」とは、圧延、鍛造、押し出しなどの各工程に供給される素材のことであり、連続鋳造で製造され、分塊工程を省略して次の工程に供給される鋳片(連鋳鋼片)も含んでいる。   The “steel ingot” is a material that is supplied to each process such as rolling, forging, and extrusion, and is a slab that is manufactured by continuous casting and supplied to the next process by omitting the ingot process. (Continuous cast steel pieces) are also included.

(e)次に、圧延後に得られる厚肉鋼板の板厚中心部のフェライト組織分率を80%以上、かつ板厚中心部の有効結晶粒の粒径を25μm以下とすることが、高強度厚肉鋼板の靱性の向上にとって有効であることを見出した。ここで、「有効結晶粒」とは、EBSP法(電子後方散乱パターン(Electron Back Scattering Pattern)法)を用いて15゜以上の方位差を有する境界を結晶粒界とみなした場合の結晶粒を意味し、「有効結晶粒の粒径」とは有効結晶粒の面積と等価な面積を有する円の直径を意味する。   (E) Next, the ferrite structure fraction in the central portion of the thickness of the thick steel plate obtained after rolling is 80% or more, and the effective crystal grain size in the central portion of the thickness is 25 μm or less. It was found that it is effective for improving the toughness of thick steel plates. Here, the “effective crystal grain” means a crystal grain when a boundary having an orientation difference of 15 ° or more is regarded as a crystal grain boundary using the EBSP method (Electron Back Scattering Pattern Method). This means “effective crystal grain size” means the diameter of a circle having an area equivalent to the area of the effective crystal grain.

このように、圧延後に得られる厚肉鋼板を、その板厚中心部において、フェライト組織分率を80%以上かつ有効結晶粒の粒径を25μm以下とするためには、圧延温度の低温化が有効であり、調整板厚と、圧延温度および仕上圧延温度のコントロールが有効である。調整板厚を増加し、また、温度を低温化することにより、変態前のオーステナイト中の転位密度を上昇させることができるからである。   Thus, in order to make the thick steel plate obtained after rolling have a ferrite structure fraction of 80% or more and an effective crystal grain size of 25 μm or less at the center of the plate thickness, the rolling temperature must be lowered. It is effective to control the adjustment plate thickness and the rolling temperature and finish rolling temperature. This is because the dislocation density in austenite before transformation can be increased by increasing the adjustment plate thickness and lowering the temperature.

具体的には、圧延工程においては、圧延途中の任意の厚みA(mm)における圧延温度B(℃)と、最終圧延により最終形状の厚肉鋼板の板厚G(mm)に仕上げる際の仕上圧延温度C(℃)が、
A−3.5G≦0・・・(3)
A−1.5G≧0・・・(4)
C−670−G≦0・・・(5)
B−C−20−(1400/G)≦0・・・(6)
の式を全て満足するように圧延することが好ましい。
Specifically, in the rolling process, the finishing at the time of finishing the rolling temperature B (° C.) at an arbitrary thickness A (mm) during rolling and the thickness G (mm) of the thick steel plate of the final shape by final rolling. Rolling temperature C (° C.)
A-3.5G ≦ 0 (3)
A-1.5G ≧ 0 (4)
C-670-G ≦ 0 (5)
BC-20- (1400 / G) ≦ 0 (6)
It is preferable to perform rolling so as to satisfy all of the following formulas.

(f)さらに、圧延後の冷却工程における冷却速度および冷却停止温度のコントロールも有効であり、水冷停止温度E(℃)および板厚中心部における水冷中の平均冷却速度F(℃/s)が、
E−500≦0・・・(7)
F−2≧0・・・(8)
の2つの式を満足するように水冷を行うことが好ましい。
(F) Furthermore, control of the cooling rate and cooling stop temperature in the cooling step after rolling is also effective, and the water cooling stop temperature E (° C.) and the average cooling rate F (° C./s) during water cooling at the center of the plate thickness are ,
E-500 ≦ 0 (7)
F-2 ≧ 0 (8)
It is preferable to perform water cooling so as to satisfy these two equations.

(g)なお、冷却後にAc1点以下の温度で焼戻すと、ベイナイト組織中の硬化組織が一部無害化する効果を有する場合があるので、必要に応じ実施する。 (G) In addition, when tempering at a temperature of Ac 1 point or less after cooling, the hardened structure in the bainite structure may be partially detoxified.

(h)このように、板厚中心部でフェライト組織の微細化を確保した鋼板は厚肉にもかかわらず、極めて良好なアレスト特性を示し、十分に目標特性に到達する。ただし、加熱圧延条件が不適切で板厚中心部の組織サイズが粗大化しているものは、フェライト組織分率が高い場合でも靱性は悪くなる。   (H) As described above, the steel sheet in which the refinement of the ferrite structure is ensured at the center of the sheet thickness exhibits extremely good arrest characteristics despite the thickness, and sufficiently reaches the target characteristics. However, when the heat rolling conditions are inappropriate and the structure size at the center of the plate thickness is coarse, the toughness deteriorates even when the ferrite structure fraction is high.

(i)オーステナイトからフェライトに変態する際の核生成サイトを多くして、微細なフェライト主体の組織とすれば、オーステナイトの方位を引継ぐので、変態時に集合組織を形成し易いベイナイト組織の比率が低くなって結晶方位がランダム化され、これにより一般的に最もアレスト特性が劣る方向、すなわち、圧延方向に対して45°の方向においてもアレスト特性の劣化を少なくすることができる。   (I) By increasing the number of nucleation sites when transforming from austenite to ferrite and making it a fine ferrite-based structure, the austenite orientation is taken over, so the ratio of the bainite structure that tends to form a texture during transformation is low. Thus, the crystal orientation is randomized, so that deterioration of the arrest characteristic can be reduced even in the direction where the arrest characteristic is generally inferior, that is, in the direction of 45 ° with respect to the rolling direction.

(j)α鉄における代表的な劈開面は(321)面、(211)面および(110)面であるので、結晶方位をランダム化して、圧延方向に対し45°方向のアレスト特性を向上させるためには、前記圧延方向に対して45゜方向の(321)面、(211)面および(110)面のX線強度比を特定の値以下に小さくすることが必要である。   (J) Since the typical cleavage plane in α-iron is the (321) plane, the (211) plane, and the (110) plane, the crystal orientation is randomized to improve the arrest characteristics in the 45 ° direction with respect to the rolling direction. For this purpose, it is necessary to reduce the X-ray intensity ratio of the (321) plane, (211) plane, and (110) plane in the 45 ° direction with respect to the rolling direction to a specific value or less.

なお、(321)面、(211)面および(110)面のX線強度比とは、圧延方向に対して45゜の方向から採取した試料の(321)面、(211)面および(110)面におけるX線強度とランダムな結晶方位を持った無配向性試料のX線強度との比を意味する。   Note that the X-ray intensity ratios of the (321) plane, (211) plane, and (110) plane are the (321) plane, (211) plane, and (110) of the sample taken from a direction of 45 ° with respect to the rolling direction. ) Means the ratio between the X-ray intensity at the plane and the X-ray intensity of a non-oriented sample having a random crystal orientation.

本発明に係る圧延方向に対し45°方向のアレスト特性に優れた高強度厚肉鋼板とその製造方法は、このような知見に基づいて完成されたものである。   The high-strength thick steel plate excellent in arrest characteristics in the 45 ° direction with respect to the rolling direction and the method for producing the same according to the present invention have been completed based on such knowledge.

ここに、本発明の要旨は、下記の(1)〜(6)示す圧延方向に対し45°方向のアレスト特性に優れた高強度厚肉鋼板ならびに(7)および(8)に示す圧延方向に対し45°方向のアレスト特性に優れた高強度厚肉鋼板の製造方法にある。   Here, the gist of the present invention is the high-strength thick steel plate having excellent arrest characteristics in the 45 ° direction with respect to the rolling direction shown in the following (1) to (6) and the rolling direction shown in (7) and (8). On the other hand, it is in a method for producing a high-strength thick steel plate having excellent arrest characteristics in the 45 ° direction.

(1)質量%で、C:0.01〜0.12%、Si:0.50%以下、Mn:0.4〜2%、P:0.05%以下、S:0.008%以下、Al:0.002〜0.05%、N:0.01%以下、Nb:0.003〜0.1%を含有し、残部Feおよび不純物からなる化学組成を有するとともに、
Ceq=C+(Mn/6)+(Cu/15)+(Ni/15)+(Cr/5)+(Mo/5)+(V/5)・・・(1)
の式で示される炭素当量Ceqが0.32〜0.40%であり、板厚中心部のフェライト組織分率が80%以上、板厚中心部の有効結晶粒の粒径が25μm以下で、しかも、板厚1/4位置における45゜方向の(321)面、(211)面および(110)面のX線強度比の和と板厚中心部における45゜方向の(321)面、(211)面および(110)面のX線強度比の和との算術平均値が3.3以下であることを特徴とする圧延方向に対し45°方向のアレスト特性に優れた高強度厚肉鋼板。
但し、上記(1)式中の、C、Mn、Cu、Ni、Cr、MoおよびVは、それぞれの元素の含有量(質量%)を意味する。
また、有効結晶粒、有効結晶粒の粒径および板厚1/4位置、ならびに45゜方向の(321)面、(211)面および(110)面のX線強度比の和の意味は、それぞれ次に示すとおりである。
有効結晶粒:EBSP法を用いて15゜以上の方位差を有する境界を結晶粒界とみなした場合の結晶粒、
有効結晶粒の粒径:有効結晶粒の面積と等価な面積を有する円の直径、
板厚1/4位置:厚肉鋼板の板厚中心部から板厚方向への距離が板厚の1/4である位置、
45゜方向の(321)面、(211)面および(110)面のX線強度比の和:板厚中心部から板厚方向への距離が同じ面を基準にした場合において圧延方向に対して45゜の方向から採取した試料の(321)面、(211)面および(110)面におけるX線強度とランダムな結晶方位を持った無配向性試料のX線強度との比の合計。
(1) In mass%, C: 0.01 to 0.12%, Si: 0.50% or less, Mn: 0.4 to 2%, P: 0.05% or less, S: 0.008% or less Al: 0.002 to 0.05%, N: 0.01% or less, Nb: 0.003 to 0.1%, and having a chemical composition consisting of the balance Fe and impurities,
Ceq = C + (Mn / 6) + (Cu / 15) + (Ni / 15) + (Cr / 5) + (Mo / 5) + (V / 5) (1)
The carbon equivalent Ceq represented by the formula is 0.32 to 0.40%, the ferrite structure fraction in the center portion of the plate thickness is 80% or more, and the grain size of the effective crystal grains in the center portion of the plate thickness is 25 μm or less. In addition, the sum of the X-ray intensity ratios of the (321) plane, (211) plane and (110) plane in the 45 ° direction at the plate thickness 1/4 position and the (321) plane in the 45 ° direction at the center of the plate thickness ( 211) plane and (110) plane X-ray intensity ratio sum of arithmetic average value is 3.3 or less, high strength thick steel plate having excellent arrest characteristics in 45 ° direction with respect to rolling direction .
However, C, Mn, Cu, Ni, Cr, Mo, and V in the above formula (1) mean the content (mass%) of each element.
Further, the meaning of the sum of the effective crystal grains, the grain diameter and the 1/4 thickness position of the effective crystal grains, and the X-ray intensity ratio of the (321) plane, (211) plane and (110) plane in the 45 ° direction is Each is as follows.
Effective grain: A grain when a boundary having an orientation difference of 15 ° or more is regarded as a grain boundary using the EBSP method,
Effective grain size: diameter of a circle having an area equivalent to the area of the effective grain,
Plate thickness 1/4 position: the position where the distance from the plate thickness center of the thick steel plate to the plate thickness direction is 1/4 of the plate thickness,
Sum of X-ray intensity ratios of (321) plane, (211) plane and (110) plane in 45 ° direction: with respect to the rolling direction when the distance from the center of the plate thickness to the plate thickness direction is the standard The sum of the ratios of the X-ray intensity of the (321) plane, (211) plane and (110) plane of the sample collected from the direction of 45 ° to the X-ray intensity of the non-oriented sample having a random crystal orientation.

(2)質量%で、さらに、Ni:1%以下を含有したことを特徴とする、上記(1)に記載の圧延方向に対し45°方向のアレスト特性に優れた高強度厚肉鋼板。   (2) The high-strength thick steel plate having excellent arrest properties in the 45 ° direction with respect to the rolling direction according to (1) above, further comprising Ni: 1% or less by mass%.

(3)質量%で、さらに、Cu:2%以下およびCr:1%以下の元素のうち1種または2種を含有したことを特徴とする、上記(1)または(2)に記載の圧延方向に対し45°方向のアレスト特性に優れた高強度厚肉鋼板。   (3) The rolling according to (1) or (2) above, wherein the rolling further contains one or two elements out of elements of Cu: 2% or less and Cr: 1% or less in mass%. A high-strength thick steel plate with excellent arrest characteristics in the 45 ° direction.

(4)質量%で、さらに、Mo:0.5%以下、V:0.1%以下およびB:0.005%以下の元素のうち1種または2種以上を含有したことを特徴とする、上記(1)から(3)までのいずれかに記載の圧延方向に対し45°方向のアレスト特性に優れた高強度厚肉鋼板。   (4) It is characterized by containing 1 or 2 or more of elements of Mo: 0.5% or less, V: 0.1% or less, and B: 0.005% or less. A high-strength thick steel plate having excellent arrest characteristics in the 45 ° direction with respect to the rolling direction according to any one of (1) to (3).

(5)質量%で、さらに、Ti:0.1%以下を含有したことを特徴とする、上記(1)から(4)までのいずれかに記載の圧延方向に対し45°方向のアレスト特性に優れた高強度厚肉鋼板。   (5) Arrest characteristics in the direction of 45 ° with respect to the rolling direction according to any one of (1) to (4) above, characterized by further containing Ti: 0.1% or less by mass%. High strength and thick steel plate.

(6)質量%で、さらに、Ca:0.004%以下、Mg:0.002%以下およびREM:0.002%以下の元素のうち1種または2種以上を含有したことを特徴とする、上記(1)から(5)までのいずれかに記載の圧延方向に対し45°方向のアレスト特性に優れた高強度厚肉鋼板。   (6) It is characterized by further containing one or more elements out of elements of Ca: 0.004% or less, Mg: 0.002% or less, and REM: 0.002% or less by mass%. A high-strength thick steel plate having excellent arrest characteristics in the 45 ° direction with respect to the rolling direction according to any one of (1) to (5).

(7)上記(1)から(6)までのいずれかに記載の化学組成を有する鋼塊を、下記の工程1〜3によって、加熱し、圧延し、冷却することを特徴とする圧延方向に対し45°方向のアレスト特性に優れた高強度厚肉鋼板の製造方法。
[工程1]鋼塊の加熱温度Tr(℃)と加熱時間t(h)が、
t×exp(Tr3/270000000)≦580・・・(2)
の式を満足するように鋼塊を加熱する工程。
[工程2]圧延途中の任意の厚みA(mm)における圧延温度B(℃)と、最終圧延により最終形状の厚肉鋼板の板厚G(mm)に仕上げる際の仕上圧延温度C(℃)が、
A−3.5G≦0・・・(3)
A−1.5G≧0・・・(4)
C−670−G≦0・・・(5)
B−C−20−(1400/G)≦0・・・(6)
の式を全て満足するように圧延する工程。
[工程3]水冷停止温度E(℃)および板厚中心部における水冷中の平均冷却速度F(℃/s)が、
−150≦E−500≦0・・・(7)
F−2≧0・・・(8)
の2つの式を満足するように水冷を行う工程。
(7) A steel ingot having the chemical composition according to any one of (1) to (6) above is heated, rolled, and cooled by the following steps 1 to 3 in a rolling direction. On the other hand, a method for producing a high-strength thick steel plate having excellent arrest characteristics in the 45 ° direction.
[Step 1] The heating temperature Tr (° C.) and heating time t (h) of the steel ingot are
t × exp (Tr 3/270000000 ) ≦ 580 ··· (2)
The step of heating the steel ingot so as to satisfy the following formula.
[Step 2] Rolling temperature B (° C.) at an arbitrary thickness A (mm) during rolling, and finish rolling temperature C (° C.) when finishing to a thickness G (mm) of a thick steel plate having a final shape by final rolling But,
A-3.5G ≦ 0 (3)
A-1.5G ≧ 0 (4)
C-670-G ≦ 0 (5)
BC-20- (1400 / G) ≦ 0 (6)
The process of rolling to satisfy all of the formulas.
[Step 3] The water cooling stop temperature E (° C.) and the average cooling rate F (° C./s) during water cooling at the center of the plate thickness are:
−150 ≦ E−500 ≦ 0 (7)
F-2 ≧ 0 (8)
The process of performing water cooling so that these two formulas may be satisfied.

(8)上記(1)から(7)までのいずれかに記載の化学組成を有する鋼塊を、下記の工程1〜4によって、加熱し、圧延し、冷却し、焼戻すことを特徴とする圧延方向に対し45°方向のアレスト特性に優れた高強度厚肉鋼板の製造方法。
[工程1]鋼塊の加熱温度Tr(℃)と加熱時間t(h)が、
t×exp(Tr3/270000000)≦580・・・(2)
の式を満足するように鋼塊を加熱する工程。
[工程2]圧延途中の任意の厚みA(mm)における圧延温度B(℃)と、最終圧延により最終形状の厚肉鋼板の板厚G(mm)に仕上げる際の仕上圧延温度C(℃)が、
A−3.5G≦0・・・(3)
A−1.5G≧0・・・(4)
C−670−G≦0・・・(5)
B−C−20−(1400/G)≦0・・・(6)
の式を全て満足するように圧延する工程。
[工程3]水冷停止温度E(℃)および板厚中心部における水冷中の平均冷却速度F(℃/s)が、
−150≦E−500≦0・・・(7)
F−2≧0・・・(8)
の2つの式を満足するように水冷を行う工程。
[工程4]Ac1点以下の温度で焼戻す工程。
(8) The steel ingot having the chemical composition according to any one of (1) to (7) is heated, rolled, cooled, and tempered by the following steps 1 to 4. A method for producing a high-strength thick steel plate having excellent arrest characteristics in the 45 ° direction with respect to the rolling direction.
[Step 1] The heating temperature Tr (° C.) and heating time t (h) of the steel ingot are
t × exp (Tr 3/270000000 ) ≦ 580 ··· (2)
The step of heating the steel ingot so as to satisfy the following formula.
[Step 2] Rolling temperature B (° C.) at an arbitrary thickness A (mm) during rolling, and finish rolling temperature C (° C.) when finishing to a thickness G (mm) of a thick steel plate having a final shape by final rolling But,
A-3.5G ≦ 0 (3)
A-1.5G ≧ 0 (4)
C-670-G ≦ 0 (5)
BC-20- (1400 / G) ≦ 0 (6)
The process of rolling to satisfy all of the formulas.
[Step 3] The water cooling stop temperature E (° C.) and the average cooling rate F (° C./s) during water cooling at the center of the plate thickness are:
−150 ≦ E−500 ≦ 0 (7)
F-2 ≧ 0 (8)
The process of performing water cooling so that these two formulas may be satisfied.
[Step 4] Tempering at a temperature of Ac 1 point or less.

なお、「REM」は、Sc、Yおよびランタノイドの合計17元素の総称であり、REMの含有量はREMのうちの1種または2種以上の元素の合計含有量を指す。   “REM” is a generic name for a total of 17 elements of Sc, Y, and lanthanoid, and the content of REM refers to the total content of one or more elements of REM.

以下、上記(1)〜(6)に示す圧延方向に対し45°方向のアレスト特性に優れた高強度厚肉鋼板に係る発明ならびに(7)および(8)に示す圧延方向に対し45°方向のアレスト特性に優れた高強度厚肉鋼板の製造方法に係る発明を、それぞれ、「本発明(1)」〜「本発明(8)」という。また、総称して「本発明」ということがある。   Hereinafter, the invention relating to the high-strength thick steel plate having excellent arrest characteristics in the 45 ° direction with respect to the rolling direction shown in the above (1) to (6) and the 45 ° direction with respect to the rolling direction shown in (7) and (8) The inventions relating to the method for producing a high-strength thick steel plate having excellent arrest properties are referred to as “present invention (1)” to “present invention (8)”, respectively. Also, it may be collectively referred to as “the present invention”.

本発明の圧延方向に対し45°方向のアレスト特性に優れた高強度厚肉鋼板は、工業的な規模で低コストに生産することが容易であり、圧延方向において−10℃のアレスト特性が6000N/mm1.5以上であり、脆性き裂が発生した場合でも構造物全体の崩壊を阻止することが可能なため、各種の鋼構造物、特に、大型の商業用船舶の素材として用いることができる。そして、この圧延方向に対し45゜方向のアレスト特性に優れた高強度厚肉鋼板は、本発明の方法によって製造することができる。 The high-strength thick steel plate having excellent arrest characteristics in the 45 ° direction with respect to the rolling direction of the present invention is easy to produce on an industrial scale at low cost, and has an arrest characteristic of −10 ° C. in the rolling direction of 6000 N. / Mm 1.5 or more, and even when a brittle crack is generated, it is possible to prevent the entire structure from collapsing. Therefore, it can be used as a material for various steel structures, particularly large commercial ships. And the high-strength thick steel plate excellent in the arrest characteristic of a 45 degree direction with respect to this rolling direction can be manufactured by the method of this invention.

以下に、本発明の高強度厚肉鋼板およびその製造方法について詳しく説明する。なお、前述のように本発明の高強度厚肉鋼板は板厚50mm以上のものをいうが、本発明の製造方法を用いれば、板厚65mm以上といった極厚の厚肉鋼板についても有用に製造することができる。なお、板厚の上限は定めないが、製造上の制限から板厚85mm以下となる。   Below, the high-strength thick steel plate of this invention and its manufacturing method are demonstrated in detail. As described above, the high-strength thick steel plate of the present invention has a thickness of 50 mm or more, but if the manufacturing method of the present invention is used, an extremely thick thick steel plate having a thickness of 65 mm or more is also usefully manufactured. can do. In addition, although the upper limit of plate | board thickness is not defined, it will be 85 mm or less from restrictions on manufacture.

(A)化学組成について:
以下に、化学組成を表す「%」は、特に断らない限り、「質量%」を意味する。
(A) About chemical composition:
Hereinafter, “%” representing the chemical composition means “% by mass” unless otherwise specified.

C:0.01〜0.12%
Cは、強度確保に必要な元素である。0.01%以上を含有させなければ実用的な強度を有する鋼を生産することはできない。一方、その含有量が0.12%を超えると、ベイナイト変態領域の靱性劣化が顕著化するとともに、溶接熱影響部の靱性も損ねる。したがって、Cの含有量は0.01〜0.12%とする。強度とアレスト特性のバランスの点からのC含有量の好ましい範囲は、0.03〜0.10%である。
C: 0.01 to 0.12%
C is an element necessary for ensuring strength. Unless 0.01% or more is contained, steel having practical strength cannot be produced. On the other hand, if the content exceeds 0.12%, the toughness deterioration of the bainite transformation region becomes remarkable and the toughness of the weld heat affected zone is also impaired. Therefore, the C content is set to 0.01 to 0.12%. A preferable range of the C content from the point of balance between strength and arrest characteristics is 0.03 to 0.10%.

Si:0.50%以下
Siは、精錬段階での脱酸に必要な元素であるとともに強度上昇に寄与する元素である。しかしながら、Siの含有量が0.50%を超えると、溶接熱影響部における島状マルテンサイトの生成を助長して靱性に悪影響を及ぼす。したがって、Siの含有量は0.50%以下とする。好ましいSiの含有量は、0.30%以下である。
Si: 0.50% or less Si is an element necessary for deoxidation in the refining stage and contributes to an increase in strength. However, if the Si content exceeds 0.50%, the formation of island martensite in the weld heat affected zone is promoted, and the toughness is adversely affected. Therefore, the Si content is 0.50% or less. A preferable Si content is 0.30% or less.

なお、前記したSiの効果を確実に発現させるためには、Siを0.03%以上含有させるのが好ましい。このため、Siの含有量は0.03〜0.50%とすることがより好ましく、0.03〜0.30%とすればさらに好ましい。   In addition, in order to express the above-mentioned effect of Si reliably, it is preferable to contain 0.03% or more of Si. For this reason, the Si content is more preferably 0.03 to 0.50%, and even more preferably 0.03 to 0.30%.

Mn:0.4〜2%
Mnは、強度確保のための必要な元素である。しかしながら、その含有量が0.4%未満ではこれらの効果を得ることができない。一方、Mnの含有量が2%を超えると、溶接熱影響部の靱性が大幅に劣化する。したがって、Mnの含有量は0.4〜2%とする。Mn含有量の好ましい下限は0.6%であり、また、好ましい上限は1.6%である。
Mn: 0.4-2%
Mn is an element necessary for ensuring strength. However, if the content is less than 0.4%, these effects cannot be obtained. On the other hand, when the content of Mn exceeds 2%, the toughness of the weld heat affected zone is significantly deteriorated. Therefore, the Mn content is set to 0.4 to 2%. The minimum with preferable Mn content is 0.6%, and a preferable upper limit is 1.6%.

P:0.05%以下
Pは、不純物として鋼中に存在し、溶接熱影響部における粒界割れの原因となる。Pの含有量が多くなり、特に、0.05%を超えると、溶接熱影響部における粒界割れの発生が著しくなる。したがって、Pの含有量は0.05%以下とする。なお、その混入量はできるだけ低くするのが好ましく、良好なアレスト特性を安定して得るために、Pの含有量は0.03%以下とすることが好ましい。
P: 0.05% or less P is present in steel as an impurity and causes intergranular cracking in the weld heat affected zone. When the content of P increases, especially when it exceeds 0.05%, the occurrence of intergranular cracks in the weld heat affected zone becomes significant. Therefore, the P content is 0.05% or less. In addition, it is preferable to make the mixing amount as low as possible. In order to stably obtain good arrest characteristics, the P content is preferably 0.03% or less.

S:0.008%以下
Sは、不純物として鋼中に存在し、脆性破壊の基点となるMnSを形成して、アレスト特性を損なう元素である。特に、Sの含有量が0.008%を超えると、アレスト特性の劣化が顕著になる。このため、Sの含有量は0.008%以下とする。なお、その混入量はできるだけ低くするのが好ましく、良好なアレスト特性を安定して得るために、Sの含有量は0.003%未満とすることが好ましい。
S: 0.008% or less S is an element which exists in steel as an impurity and forms MnS which becomes a base point of brittle fracture and impairs arrest properties. In particular, when the S content exceeds 0.008%, the deterioration of the arrest characteristics becomes significant. For this reason, content of S shall be 0.008% or less. In addition, the mixing amount is preferably as low as possible. In order to stably obtain good arrest characteristics, the S content is preferably less than 0.003%.

Al:0.002〜0.05%
Alは、鋼の脱酸に必要な元素であり、本発明に係る鋼の場合には、0.002%以上の含有量が必要である。しかしながら、Alの含有量が多くなり、特に、0.05%を超えると、析出物の増加を通じてアレスト特性の劣化が顕著化する。したがって、Alの含有量は0.002〜0.05%とする。好ましいAl含有量の範囲は0.002〜0.04%である。
Al: 0.002 to 0.05%
Al is an element necessary for deoxidation of steel, and in the case of the steel according to the present invention, a content of 0.002% or more is necessary. However, when the Al content increases, particularly when it exceeds 0.05%, the deterioration of arrest properties becomes noticeable through the increase of precipitates. Therefore, the Al content is 0.002 to 0.05%. The range of preferable Al content is 0.002 to 0.04%.

N:0.01%以下
Nは、不純物として鋼中に存在し、析出物を形成することで靱性劣化をもたらす元素である。このため、低温靱性確保のためにNの含有量は低い方がよく、特に、Nの含有量が0.01%を超えると、アレスト特性の著しい劣化をきたす。したがって、Nの含有量は0.01%以下とする。好ましいNの含有量は0.006%以下である。
N: 0.01% or less N is an element that exists in steel as an impurity and causes toughness deterioration by forming precipitates. For this reason, in order to ensure low temperature toughness, it is better that the N content is low. In particular, when the N content exceeds 0.01%, the arrest characteristics are significantly deteriorated. Therefore, the N content is 0.01% or less. The preferable N content is 0.006% or less.

Nb:0.003〜0.1%
Nbは、組織の微細化、靱性の向上、焼入性の向上および析出硬化による強度上昇に有効な元素であり、特に、未再結晶域の拡大効果が大きいことから、TMCP法を適用する鋼材には必要な元素である。前記の効果はNbの含有量が0.003%以上で発揮される。しかしながら、Nbの含有量が0.1%を超えると、析出物の増加により却って靱性の劣化をもたらす。したがって、Nbの含有量を0.003〜0.1%とする。Nb含有量の好ましい範囲は0.003〜0.04%である。
Nb: 0.003 to 0.1%
Nb is an element effective for refinement of structure, improvement of toughness, improvement of hardenability and strength increase by precipitation hardening, and in particular, a steel material to which the TMCP method is applied because it has a large effect of expanding the non-recrystallized region. Is a necessary element. The above effect is exhibited when the Nb content is 0.003% or more. However, if the Nb content exceeds 0.1%, the toughness is deteriorated due to an increase in precipitates. Therefore, the Nb content is set to 0.003 to 0.1%. The preferable range of Nb content is 0.003 to 0.04%.

本発明(1)の残部の主成分はFeで構成されるが、製造工程の種々の要因により他の不純物が含まれる。   The main component of the balance of the present invention (1) is composed of Fe, but contains other impurities due to various factors in the manufacturing process.

本発明(1)に係る高強度厚肉鋼板は強度部材として使用されることから、規格材として十分な強度を保有している必要があるが、C、Si、Mn、P、S、Al、NおよびNbの含有量が上述した範囲内にあり、残部はFeおよび不純物からなる化学組成を有していても、強度確保ができない場合がある。このため、本願発明(1)の高強度厚肉鋼板の化学組成は各々の規定範囲を満足するだけではなく、適切な焼入性を有していることが必要である。   Since the high-strength thick steel plate according to the present invention (1) is used as a strength member, it is necessary to have sufficient strength as a standard material, but C, Si, Mn, P, S, Al, Even if the contents of N and Nb are within the above-described range and the balance has a chemical composition composed of Fe and impurities, the strength may not be ensured. For this reason, the chemical composition of the high-strength thick steel plate of the present invention (1) not only satisfies each specified range but also needs to have appropriate hardenability.

なお、高強度厚肉鋼板の焼入性を表すパラメータとしては炭素当量を用いることができ、特に、引張強さが490MPa以上の強度クラスの高強度厚肉鋼板の場合には、IIW(国際溶接協会)で規定されている、
Ceq=C+(Mn/6)+(Cu/15)+(Ni/15)+(Cr/5)+(Mo/5)+(V/5)・・・(1)
の炭素当量式を用いることができる。
ここで、上記(1)式中の、C、Mn、Cu、Ni、Cr、MoおよびVは、それぞれの元素の含有量(質量%)を意味する。
Carbon equivalent can be used as a parameter representing the hardenability of the high-strength thick steel plate. In particular, in the case of a high-strength thick steel plate of a strength class having a tensile strength of 490 MPa or more, IIW (international welding) Association),
Ceq = C + (Mn / 6) + (Cu / 15) + (Ni / 15) + (Cr / 5) + (Mo / 5) + (V / 5) (1)
The carbon equivalent formula can be used.
Here, C, Mn, Cu, Ni, Cr, Mo, and V in the above formula (1) mean the content (% by mass) of each element.

そして、高強度厚肉鋼板に十分な強度を確保するためには、前記(1)式で表される炭素当量Ceqが0.32%以上でなければならない。一方、炭素当量Ceqが大きくなって0.40%を超えると、焼入性が過大となり特に、溶接熱影響部の靭性を顕著に損ねてしまう。したがって、前記(1)式で示される炭素当量Ceqは0.32〜0.40%を満たす必要がある。炭素当量Ceqの好ましい範囲は0.32〜0.38%である。   And in order to ensure sufficient intensity | strength to a high intensity | strength thick steel plate, the carbon equivalent Ceq represented by the said (1) formula must be 0.32% or more. On the other hand, if the carbon equivalent Ceq increases and exceeds 0.40%, the hardenability becomes excessive and particularly the toughness of the weld heat affected zone is significantly impaired. Therefore, the carbon equivalent Ceq represented by the formula (1) needs to satisfy 0.32 to 0.40%. A preferred range for the carbon equivalent Ceq is 0.32 to 0.38%.

上記の理由から、本発明(1)に係る圧延方向に対し45°方向のアレスト特性に優れた高強度厚肉鋼板は、上述した範囲のCからNbまでの元素を含有し、残部Feおよび不純物からなる化学組成を有するとともに、前記の(1)式で示される炭素当量Ceqが0.32〜0.40%であることと規定した。   For the above reasons, the high-strength thick steel plate having excellent arrest characteristics in the 45 ° direction with respect to the rolling direction according to the present invention (1) contains the elements from C to Nb in the above-described range, with the balance being Fe and impurities. And the carbon equivalent Ceq represented by the above formula (1) is defined to be 0.32 to 0.40%.

なお、本発明の圧延方向に対し45°方向のアレスト特性に優れた高強度厚肉鋼板は、必要に応じてさらに、Ni、Cu、Cr、Mo、V、B、Ti、Ca、MgおよびREMの中から選ばれた1種以上の元素を含有させることができる。   Note that the high-strength thick steel plate having excellent arrest characteristics in the 45 ° direction with respect to the rolling direction of the present invention may further include Ni, Cu, Cr, Mo, V, B, Ti, Ca, Mg, and REM as necessary. One or more elements selected from among them can be contained.

以下、上記の任意元素に関して説明する。   Hereinafter, the above optional elements will be described.

Ni:1%以下
Niは、鋼板のアレスト特性を向上させる作用を有するので、この効果を得るために含有させてもよい。しかしながら、Niの含有はコストアップ要因となる。このため、含有させる場合のNiの量は1%以下とする。含有させる場合のNiの好ましい量は0.6%以下である。なお、Niによるアレスト特性向上効果を確実に発現させるためには、Niを0.03%以上含有させることが好ましい。
Ni: 1% or less Ni has an effect of improving the arrest properties of the steel sheet, and may be contained in order to obtain this effect. However, the content of Ni becomes a cost increase factor. For this reason, the amount of Ni when contained is 1% or less. The preferable amount of Ni when contained is 0.6% or less. In order to surely exhibit the effect of improving the arrest characteristics by Ni, it is preferable to contain Ni by 0.03% or more.

なお、Niを含有させる場合においても、上述の範囲において、前記(1)式で示される炭素当量Ceqが0.32〜0.40%を満たす必要がある。   Even in the case where Ni is contained, the carbon equivalent Ceq represented by the formula (1) needs to satisfy 0.32 to 0.40% within the above range.

これは、炭素当量Ceqが0.32%よりも低い場合には十分な強度が確保されず、一方、0.40%よりも高い場合には焼入性が過大となり、板厚中心部のフェライト組織分率が低下するからである。   This is because when the carbon equivalent Ceq is lower than 0.32%, sufficient strength is not ensured. On the other hand, when the carbon equivalent Ceq is higher than 0.40%, the hardenability becomes excessive, and the ferrite in the central portion of the plate thickness. This is because the tissue fraction decreases.

CuおよびCrは、強度を高める作用を有するので、この効果を得るために上記の元素を含有させてもよい。以下、上記のCuおよびCrについて詳しく説明する。   Since Cu and Cr have a function of increasing the strength, the above elements may be contained in order to obtain this effect. Hereinafter, the above Cu and Cr will be described in detail.

Cu:2%以下
Cuは、靱性を劣化させずに強度を向上させる作用を有する。しかしながら、その含有量が2%を超えると、析出物増加によりアレスト特性の劣化をきたし、さらに、熱間での加工の際、表面に微小な割れを発生させる。したがって、含有させる場合のCuの量は2%以下とする。含有させる場合のCuの量の好ましい上限は1%である。なお、Cuによる強度向上効果を確実に発現させるためには、Cuを0.03%以上含有させることが好ましい。
Cu: 2% or less Cu has an effect of improving strength without deteriorating toughness. However, if the content exceeds 2%, the arrest properties are deteriorated due to an increase in precipitates, and further, minute cracks are generated on the surface during hot working. Therefore, the amount of Cu in the case of containing is 2% or less. The upper limit with the preferable quantity of Cu in the case of making it contain is 1%. In addition, in order to express the strength improvement effect by Cu reliably, it is preferable to contain 0.03% or more of Cu.

Cr:1%以下
Crは、強度を上昇させる作用を有する。しかしながら、その含有量が1%を超えると、靱性の劣化をきたし、さらに、溶接熱影響部に硬化した組織を形成して靱性を劣化させる。したがって、含有させる場合のCrの量は1%以下とする。含有させる場合のCrの量の好ましい上限は0.6%である。なお、Crによる強度向上効果を確実に発現させるためには、Crを0.05%以上含有させることが好ましい。
Cr: 1% or less Cr has an action of increasing strength. However, if the content exceeds 1%, the toughness is deteriorated, and further, a hardened structure is formed in the weld heat affected zone to deteriorate the toughness. Therefore, the amount of Cr when contained is 1% or less. The upper limit with the preferable amount of Cr in the case of making it contain is 0.6%. In addition, in order to express the strength improvement effect by Cr reliably, it is preferable to contain Cr 0.05% or more.

なお、上記のCuおよびCrは、そのうちのいずれか1種のみ、または2種の複合で含有させることができるが、その場合においても、上述の範囲において、前記(1)式で示される炭素当量Ceqが0.32〜0.40%を満たす必要がある。   In addition, although said Cu and Cr can be contained only in any 1 type of them, or 2 types of composites, the carbon equivalent shown by said Formula (1) in the above-mentioned range also in that case Ceq needs to satisfy 0.32 to 0.40%.

これは、既に述べたように、炭素当量Ceqが0.32%よりも低い場合には十分な強度が確保されず、一方、0.40%よりも高い場合には焼入性が過大となり、板厚中心部のフェライト組織分率が低下するからである。   As already described, when the carbon equivalent Ceq is lower than 0.32%, sufficient strength is not secured, whereas when it is higher than 0.40%, the hardenability becomes excessive. This is because the ferrite structure fraction at the center of the plate thickness is lowered.

Mo、VおよびBは、焼入性の向上および強度を高める作用を有するので、これらの効果を得るために上記の元素を含有させてもよい。以下、上記のMo、VおよびBについて詳しく説明する。   Since Mo, V, and B have the effect of improving hardenability and increasing strength, the above elements may be included in order to obtain these effects. Hereinafter, the above Mo, V and B will be described in detail.

Mo:0.5%以下
Moには、焼入性および強度を向上させる作用がある。しかしながら、Moの含有はコストアップ要因となり、また、その含有量が0.5%を超えると、溶接熱影響部の靱性を劣化させる。したがって、含有させる場合のMoの量は0.5%以下とする。含有させる場合のMo量の好ましい上限は0.3%である。なお、Moによる焼入性と強度の向上効果を確実に発現させるためには、Moを0.02%以上含有させることが好ましい。
Mo: 0.5% or less Mo has an effect of improving hardenability and strength. However, the content of Mo becomes a cost increase factor, and if the content exceeds 0.5%, the toughness of the weld heat affected zone is deteriorated. Therefore, the amount of Mo when contained is 0.5% or less. The upper limit with the preferable amount of Mo in the case of making it contain is 0.3%. In addition, in order to express the hardenability and strength improvement effect by Mo reliably, it is preferable to contain 0.02% or more of Mo.

V:0.1%以下
Vは、焼入性の向上および析出硬化によって強度を向上させる作用を有する。しかしながら、Vの含有量が0.1%を超えると、靱性の著しい劣化をもたらす。このため、含有させる場合のVの量は0.1%以下とする。含有させる場合のV量の好ましい上限は0.06%である。なお、Vによる焼入性と強度の向上効果を確実に発現させるためには、Vを0.003%以上含有させることが好ましい。
V: 0.1% or less V has an effect of improving strength by improving hardenability and precipitation hardening. However, if the V content exceeds 0.1%, the toughness is significantly deteriorated. For this reason, the amount of V in the case of making it contain shall be 0.1% or less. The upper limit with preferable V amount in the case of making it contain is 0.06%. In order to ensure the effect of improving the hardenability and strength by V, it is preferable to contain V by 0.003% or more.

B:0.005%以下
Bは、オーステナイト粒界からのフェライト変態を抑制して焼入性を向上させる作用を有する。また、Bには強度を高める作用もある。しかしながら、Bの含有量が0.005%を超えると靱性が劣化する。したがって、含有させる場合のBの量は0.005%以下とする。含有させる場合のB量の好ましい上限は0.0015%である。なお、Bによる焼入性および強度の向上効果を確実に発現させるためには、Bを0.0003%以上含有させることが好ましい。
B: 0.005% or less B has the effect of suppressing the ferrite transformation from the austenite grain boundary and improving the hardenability. B also has the effect of increasing strength. However, if the B content exceeds 0.005%, the toughness deteriorates. Therefore, the amount of B when contained is 0.005% or less. The upper limit with the preferable amount of B in the case of making it contain is 0.0015%. In order to ensure the effect of improving hardenability and strength by B, it is preferable to contain B by 0.0003% or more.

なお、上記のMo、VおよびBは、そのうちのいずれか1種のみ、または2種以上の複合で含有させることができるが、その場合においても、上述の範囲において、前記(1)式で示される炭素当量Ceqが0.32〜0.40%を満たす必要がある。   In addition, although said Mo, V, and B can be contained only in one of those, or 2 or more types of composites, in that case, in the above-mentioned range, it is shown by said Formula (1). The carbon equivalent Ceq must be 0.32 to 0.40%.

これは、既に述べたように、炭素当量Ceqが0.32%よりも低い場合には十分な強度が確保されず、一方、0.40%よりも高い場合には焼入性が過大となり、板厚中心部のフェライト組織分率が低下するからである。   As already described, when the carbon equivalent Ceq is lower than 0.32%, sufficient strength is not secured, whereas when it is higher than 0.40%, the hardenability becomes excessive. This is because the ferrite structure fraction at the center of the plate thickness is lowered.

Ti:0.1%以下
Tiは、酸化物粒子を構成して組織を微細化し、また、高温延性を高めて連続鋳造で製造される鋼塊のひび割れを防止する作用を有するので、こうした効果を得るために含有させてもよい。しかしながら、Tiの含有量が0.1%を超えると、TiCを生成し、靱性を劣化させる。このため、含有させる場合のTiの量は0.1%以下とする。含有させる場合のTi含有量の好ましい上限は0.04%である。なお、Tiによるこれらの効果を確実に発現させるためには、Tiを0.003%以上含有させることが好ましい。
Ti: 0.1% or less Ti has the effect of forming oxide particles to refine the structure, and increasing the hot ductility to prevent cracking of a steel ingot produced by continuous casting. You may make it contain in order to obtain. However, if the Ti content exceeds 0.1%, TiC is generated and the toughness is deteriorated. For this reason, the amount of Ti when contained is 0.1% or less. The upper limit with preferable Ti content in the case of making it contain is 0.04%. In addition, in order to express these effects by Ti reliably, it is preferable to contain Ti 0.003% or more.

Ca、MgおよびREMは、介在物の形態制御効果を有するので、この効果を得るために上記の元素を含有させてもよい。以下、上記のCa、MgおよびREMについて詳しく説明する。   Since Ca, Mg, and REM have an inclusion shape control effect, the above elements may be included to obtain this effect. Hereinafter, the above Ca, Mg, and REM will be described in detail.

Ca:0.004%以下
Caは、介在物の形態制御効果を有し、これによって、アレスト特性が向上する。しかしながら、Caの含有量が0.004%を超えると、鋼の清浄度自体を大きく低下させる。このため、含有させる場合のCaの量は0.004%以下とする。含有させる場合のCa量の好ましい上限は0.002%である。なお、Caによる上記の効果を確実に発現させるためには、Caを0.0003%以上含有させることが好ましい。
Ca: 0.004% or less Ca has an effect of controlling the form of inclusions, thereby improving the arrest characteristics. However, if the Ca content exceeds 0.004%, the cleanliness of the steel itself is greatly reduced. For this reason, the quantity of Ca in the case of making it contain shall be 0.004% or less. The upper limit with the preferable amount of Ca in the case of making it contain is 0.002%. In addition, in order to express the said effect by Ca reliably, it is preferable to contain 0.0003% or more of Ca.

Mg:0.002%以下
Mgは、介在物の形態制御効果を有する。具体的には、Mgを含有させることによって微細酸化物の分散密度を増すことができ、これによって、溶接熱影響部の靱性を高めることができる。しかしながら、Mgの含有量が0.002%を超えると、微細酸化物が得られないし、鋼の清浄度が大きく低下してしまう。したがって、含有させる場合のMgの量は0.002%以下とする。含有させる場合のMg量の好ましい上限は0.0015%である。なお、Mgによる微上記の効果を確実に発現させるためには、Mgを0.0002%以上含有させることが好ましい。ここで、Mgを溶鋼中に含有させる工程は、Alを溶鋼中に含有させる前に行うことが好ましい。
Mg: 0.002% or less Mg has a shape control effect of inclusions. Specifically, by containing Mg, the dispersion density of the fine oxide can be increased, whereby the toughness of the weld heat affected zone can be increased. However, if the Mg content exceeds 0.002%, fine oxides cannot be obtained, and the cleanliness of the steel is greatly reduced. Therefore, the amount of Mg in the case of inclusion is 0.002% or less. The upper limit with the preferable amount of Mg in the case of making it contain is 0.0015%. In addition, in order to make the above-mentioned effect by Mg surely manifest, it is preferable to contain 0.0002% or more of Mg. Here, it is preferable to perform the process of containing Mg in molten steel before containing Al in molten steel.

REM:0.002%以下
REMも介在物の形態制御効果を有する。具体的には、REMを含有させることによって微細酸化物の分散密度を増すことができ、これによって、溶接熱影響部の靱性を高めることができる。また、REMを含有させることによって、過剰なSを硫化物として固定する効果も得られる。しかしながら、REMの含有量が0.002%を超えると、微細酸化物が得られないし、鋼の清浄度が大きく低下してしまう。このため、含有させる場合のREMの量は0.002%以下とする。含有させる場合のREMの量の好ましい上限は0.0015%である。なお、REMによるこれらの効果を確実に発現させるためには、REMを0.0002%以上含有させることが好ましい。
REM: 0.002% or less REM also has a shape control effect of inclusions. Specifically, the dispersion density of the fine oxide can be increased by including REM, and thereby the toughness of the weld heat affected zone can be increased. Moreover, the effect of fixing excess S as a sulfide can also be obtained by including REM. However, if the REM content exceeds 0.002%, fine oxides cannot be obtained, and the cleanliness of the steel is greatly reduced. For this reason, the amount of REM in the case of making it contain shall be 0.002% or less. The upper limit with the preferable amount of REM in the case of making it contain is 0.0015%. In addition, in order to express these effects by REM reliably, it is preferable to contain REM 0.0002% or more.

既に述べたように、上記の「REM」は、Sc、Yおよびランタノイドの合計17元素の総称であり、REMの含有量はREMのうちの1種または2種以上の元素の合計含有量を指す。   As described above, the above “REM” is a generic name of a total of 17 elements of Sc, Y and lanthanoid, and the content of REM refers to the total content of one or more elements of REM. .

なお、REMを溶鋼中に含有させる工程は、Alを溶鋼中に含有させる前に行うのが好ましく、それぞれのREM元素に分離して鋼中に含有させてもよいし、ミッシュメタルという混合した状態で鋼中に含有させてもよい。   In addition, it is preferable to perform the process of containing REM in molten steel, before making Al contain in molten steel, and it may isolate | separate into each REM element and may make it contain in steel, and the state called the mixture of misch metal And may be contained in the steel.

上記の理由から、本発明(2)に係る圧延方向に対し45°方向のアレスト特性に優れた高強度厚肉鋼板は、本発明(1)の圧延方向に対し45°方向のアレスト特性に優れた高強度厚肉鋼板に、さらに、Ni:1%以下を含有したことと規定した。   For the above reasons, the high-strength thick steel plate having excellent arrest characteristics in the 45 ° direction with respect to the rolling direction according to the present invention (2) is excellent in the arrest characteristics in the 45 ° direction with respect to the rolling direction of the present invention (1). Further, it was specified that Ni: 1% or less was further contained in the high-strength thick steel plate.

同様に、本発明(3)に係る圧延方向に対し45°方向のアレスト特性に優れた高強度厚肉鋼板は、本発明(1)または(2)の圧延方向に対し45°方向のアレスト特性に優れた高強度厚肉鋼板に、さらに、Cu:2%以下およびCr:1%以下の元素のうち1種または2種を含有したことと規定した。   Similarly, the high-strength thick steel plate having excellent arrest characteristics in the 45 ° direction with respect to the rolling direction according to the present invention (3) is the arrest characteristic in the 45 ° direction with respect to the rolling direction of the present invention (1) or (2). It was specified that the high-strength thick steel plate excellent in the above contained one or two elements out of Cu: 2% or less and Cr: 1% or less.

本発明(4)に係る圧延方向に対し45°方向のアレスト特性に優れた高強度厚肉鋼板は、本発明(1)から(3)までのいずれかの圧延方向に対し45°方向のアレスト特性に優れた高強度厚肉鋼板に、さらに、Mo:0.5%以下、V:0.1%以下およびB:0.005%以下の元素のうち1種または2種以上を含有したことと規定した。   The high-strength thick steel plate having excellent arrest characteristics in the 45 ° direction with respect to the rolling direction according to the present invention (4) is an arrest in the 45 ° direction with respect to any of the rolling directions from the present invention (1) to (3). The high strength thick steel plate having excellent characteristics further contains one or more elements of Mo: 0.5% or less, V: 0.1% or less, and B: 0.005% or less. Stipulated.

本発明(5)に係る圧延方向に対し45°方向のアレスト特性に優れた高強度厚肉鋼板は、本発明(1)から(4)までの圧延方向に対し45°方向のアレスト特性に優れた高強度厚肉鋼板のいずれかに、さらに、Ti:0.1%以下を含有したことと規定した。   The high-strength thick steel plate excellent in the arrest characteristics in the 45 ° direction with respect to the rolling direction according to the present invention (5) is excellent in the arrest characteristics in the 45 ° direction with respect to the rolling directions from the present invention (1) to (4). It was specified that any of the high-strength thick steel plates contained Ti: 0.1% or less.

本発明(6)に係る圧延方向に対し45°方向のアレスト特性に優れた高強度厚肉鋼板は、本発明(1)から(5)までの圧延方向に対し45°方向のアレスト特性に優れた高強度厚肉鋼板のいずれかに、さらに、Ca:0.004%以下、Mg:0.002%以下およびREM:0.002%以下の元素のうち1種または2種以上を含有したことと規定した。   The high-strength thick steel plate excellent in the arrest characteristics in the 45 ° direction with respect to the rolling direction according to the present invention (6) is excellent in the arrest characteristics in the 45 ° direction with respect to the rolling directions from the present invention (1) to (5). Further, any one of the elements of Ca: 0.004% or less, Mg: 0.002% or less, and REM: 0.002% or less was contained in any of the high-strength thick steel plates. Stipulated.

(B)板厚中心部のフェライト組織分率について:
板厚中心部は加工の浸透度が低いこともあり、上部ベイナイト組織が主体となる。そして、一般に上部ベイナイト組織は「MA」と称されるラス間の硬質組織の影響によって、細粒フェライト組織に比べて靱性が低下する。
(B) Ferrite structure fraction at the center of the plate thickness:
The central part of the plate thickness may have a low processing penetration, and the upper bainite structure is the main component. In general, the upper bainite structure has lower toughness than the fine-grained ferrite structure due to the influence of the hard structure between the laths called “MA”.

このように、上部ベイナイト組織が多くなると靱性が劣化する傾向を示すため、フェライト組織を増加させる必要がある。フェライト組織を増加する手法としては、低温加熱によるオーステナイト粒界の増加や加工誘起によるフェライト生成範囲の拡大などを挙げることができる。   Thus, since the toughness tends to deteriorate as the upper bainite structure increases, it is necessary to increase the ferrite structure. Examples of methods for increasing the ferrite structure include an increase in austenite grain boundaries due to low-temperature heating and an expansion of the ferrite generation range due to processing induction.

本発明者らは、種々のフェライト率を有する鋼について試験をした結果、板厚中心部のフェライト組織分率が80%以上の鋼は優れたアレスト特性を保有することが分かった。したがって、板厚中心部のフェライト組織分率は80%以上と規定する。上記フェライト組織分率は好ましくは85%以上である。   As a result of testing on steels having various ferrite ratios, the present inventors have found that steels having a ferrite structure fraction of 80% or more at the center of the plate thickness possess excellent arrest properties. Therefore, the ferrite structure fraction at the center of the plate thickness is defined as 80% or more. The ferrite structure fraction is preferably 85% or more.

フェライト組織分率は、光学顕微鏡のほかに、走査型電子顕微鏡あるいは加速電圧が100〜200kVの透過電子顕微鏡を用いた観察に基づいて評価することができる。ここでいうフェライト組織分率は、フェライトの面積率により評価したものである。具体的には、上述した観察法によって観察した100視野について、各視野において全視野面積に対するフェライトの面積割合を算出したのち、100視野のフェライトの面積割合の平均値を求めたものである。   The ferrite structure fraction can be evaluated based on observation using a scanning electron microscope or a transmission electron microscope having an acceleration voltage of 100 to 200 kV in addition to the optical microscope. The ferrite structure fraction here is evaluated by the area ratio of ferrite. Specifically, with respect to 100 visual fields observed by the above-described observation method, after calculating the area ratio of ferrite to the total visual field area in each visual field, the average value of the area ratios of ferrite of 100 visual fields is obtained.

なお、上記板厚中心部のフェライト組織分率は、高いほどアレスト特性が向上すると考えられる。しかしながら、強度を確保しつつ、フェライト組織分率を高くするには、Cの含有量を低くし、かつ、その他の合金元素を添加する必要があり、コストの高騰を招く。このため、板厚中心部のフェライト組織分率は、95%以下とすることが好ましい。   In addition, it is thought that an arrest characteristic improves, so that the ferrite structure fraction of the said plate | board thickness center part is high. However, in order to increase the ferrite structure fraction while ensuring the strength, it is necessary to reduce the C content and add other alloy elements, which leads to an increase in cost. For this reason, it is preferable that the ferrite structure fraction of the center portion of the plate thickness is 95% or less.

(C)板厚中心部の有効結晶粒の粒径について:
高強度厚肉鋼板の靱性は、圧延後に得られる厚肉鋼板の板厚中心部のフェライト組織分率を80%以上と規定することに加えて、板厚中心部の有効結晶粒径を25μm以下とすることによって向上することがわかった。
(C) About the grain size of the effective crystal grains at the center of the plate thickness:
The toughness of the high-strength thick steel plate is defined by the fact that the ferrite structure fraction at the center of the thickness of the thick steel plate obtained after rolling is defined as 80% or more, and the effective grain size at the center of the plate thickness is 25 μm or less. It turns out that it improves by doing.

なお、有効結晶粒が、EBSP法を用いて15゜以上の方位差を有する境界を結晶粒界とみなした場合の結晶粒を指すことは既に述べたとおりである。   As described above, the effective crystal grain indicates a crystal grain when a boundary having an orientation difference of 15 ° or more is regarded as a crystal grain boundary using the EBSP method.

具体的には、EBSP法を用いて、倍率300倍で5視野以上の観察を行い、15°以上の方位差を有する境界を結晶粒界とみなした。そして、ひとつずつの有効結晶粒内部の面積を求め、その面積と等価な面積を有する円の直径を、それぞれの有効結晶粒の粒径として評価した。   Specifically, using the EBSP method, observations of 5 fields or more were performed at a magnification of 300 times, and a boundary having an orientation difference of 15 ° or more was regarded as a crystal grain boundary. And the area inside each effective crystal grain was calculated | required, and the diameter of the circle which has an area equivalent to the area was evaluated as a particle size of each effective crystal grain.

これは、光学顕微鏡や走査型電子顕微鏡で認められる粒界を基準として有効結晶粒の粒径を定量化した場合には、隣接する結晶粒の方位差が小さい場合などに破面単位との対応が悪く、組織サイズを代表する数値となり得ないためである。   This is because when the effective crystal grain size is quantified based on the grain boundary recognized by an optical microscope or scanning electron microscope, it corresponds to the fracture surface unit when the orientation difference between adjacent crystal grains is small. This is because the value is not good and cannot be a numerical value representative of the tissue size.

したがって、本発明の圧延方向に対し45°方向のアレスト特性に優れた高強度厚肉鋼板においては、板厚中心部の有効結晶粒の粒径が25μm以下であることと規定した。   Therefore, in the high-strength thick steel plate having excellent arrest characteristics in the 45 ° direction with respect to the rolling direction of the present invention, it is defined that the effective crystal grain size at the center of the plate thickness is 25 μm or less.

なお、上記板厚中心部の有効結晶粒の粒径は、細粒であるほどよいが、5μmを下回る極微細粒の実現は、一般に特殊な製造条件が必要となり、製造能率の低下を招くため、5μm以上とすることが好ましい。より好ましくは15μm以上である。   The effective crystal grain size at the center of the plate thickness is better as it is finer. However, the realization of ultrafine grains of less than 5 μm generally requires special production conditions, which leads to a reduction in production efficiency. The thickness is preferably 5 μm or more. More preferably, it is 15 μm or more.

(D)X線強度比について:
圧延方向に対し45°方向のアレスト特性は、板厚1/4位置における45゜方向の(321)面、(211)面および(110)面のX線強度比の和と板厚中心部における45゜方向の(321)面、(211)面および(110)面のX線強度比の和との算術平均値が3.3以下の場合に、顕著に向上する。
(D) X-ray intensity ratio:
The arrest characteristic in the direction of 45 ° with respect to the rolling direction is the sum of the X-ray intensity ratios of the (321) plane, (211) plane and (110) plane in the 45 ° direction at the quarter thickness position and the central portion of the thickness. When the arithmetic average value with the sum of the X-ray intensity ratios of the (321) plane, (211) plane and (110) plane in the 45 ° direction is 3.3 or less, it is remarkably improved.

この理由は必ずしも明確ではないが、オーステナイトからフェライトに変態する際の核生成サイトを多くして、微細なフェライト主体の組織とすれば、オーステナイトの方位を引継ぐので、変態時に集合組織を形成し易いベイナイト組織の比率が低くなって結晶方位がランダム化され、一般的に最もアレスト特性が劣る方向、すなわち、圧延方向に対して45°の方向への劈開面の集積が緩和され、板厚方向への劈開面の集積が顕著となり、その結果、圧延方向に対し45°方向のアレスト特性が改善されたものと推測される。そして、鋼板の表面直下の場合には、圧延時の温度履歴が鋼板内部と大きく異なるため、X線強度比のばらつきも大きいが、表面直下を避けて前述の板厚1/4位置と板厚中心部からサンプル採取した場合には、X線強度比のばらつきは小さいので、圧延方向に対し45°方向のアレスト特性と前記X線強度比の算術平均値とがよい相関を示すものと考えられる。   The reason for this is not necessarily clear, but if the structure is mainly composed of fine ferrite by increasing the number of nucleation sites when transforming from austenite to ferrite, the orientation of austenite is taken over, so that a texture is easily formed during transformation. The ratio of the bainite structure is lowered, the crystal orientation is randomized, and the accumulation of cleaved surfaces in the direction where the arrest properties are generally inferior, that is, the direction of 45 ° with respect to the rolling direction is alleviated, and in the thickness direction As a result, it is estimated that the arrest characteristics in the 45 ° direction with respect to the rolling direction are improved. And, in the case of directly under the surface of the steel sheet, the temperature history during rolling is greatly different from the inside of the steel sheet, so the X-ray intensity ratio varies greatly. When the sample is taken from the center, the variation in the X-ray intensity ratio is small, so it is considered that the arrest characteristic in the 45 ° direction with respect to the rolling direction and the arithmetic average value of the X-ray intensity ratio show a good correlation. .

なお、上記の板厚1/4位置と板厚中心部における45゜方向の(321)面、(211)面および(110)面のX線強度比とは、圧延方向に対して45゜の方向から採取した試料の(321)面、(211)面および(110)面におけるX線強度とランダムな結晶方位を持った無配向性試料のX線強度との比を意味し、これはX線回折装置を用いて測定することができる。   The X-ray intensity ratio of the (321) plane, (211) plane and (110) plane in the 45 ° direction at the plate thickness ¼ position and the plate thickness center is 45 ° with respect to the rolling direction. Means the ratio of the X-ray intensity at the (321) plane, (211) plane and (110) plane of the sample taken from the direction to the X-ray intensity of the non-oriented sample with random crystal orientation. It can be measured using a line diffractometer.

上記の理由から、本発明の圧延方向に対し45°方向のアレスト特性に優れた高強度厚肉鋼板においては、板厚1/4位置における45゜方向の(321)面、(211)面および(110)面のX線強度比の和と板厚中心部における45゜方向の(321)面、(211)面および(110)面のX線強度比の和との算術平均値が3.3以下であることと規定した。   For the above reasons, in the high-strength thick steel plate having excellent arrest characteristics in the 45 ° direction with respect to the rolling direction of the present invention, the (321) plane, (211) plane in the 45 ° direction at the ¼ thickness position, and The arithmetic average value of the sum of the X-ray intensity ratios of the (110) plane and the sum of the X-ray intensity ratios of the (321) plane, (211) plane, and (110) plane in the 45 ° direction at the center of the plate thickness is 3. It was specified that it was 3 or less.

なお、上記のX線強度比の算術平均値は、0.5未満とした場合には、圧延方向に対し45°方向以外に集合組織が発達する可能性がある。このため、0.5以上とすることが好ましい。   When the arithmetic average value of the X-ray intensity ratio is less than 0.5, there is a possibility that a texture develops in directions other than the 45 ° direction with respect to the rolling direction. For this reason, it is preferable to set it as 0.5 or more.

(F)製造条件について
以下に詳述する製造条件は、上述の圧延方向に対し45°方向のアレスト特性に優れた高強度厚肉鋼板を経済的に要領よく実現するための方法の一つであり、厚肉鋼板自体の技術的範囲はこの製造条件によって規定されるものではない。
(F) Manufacturing conditions The manufacturing conditions described in detail below are one of the methods for economically realizing a high-strength thick steel plate excellent in arrest characteristics in the 45 ° direction with respect to the rolling direction described above. Yes, the technical scope of the thick steel plate itself is not stipulated by the manufacturing conditions.

厚肉鋼板の素材である鋼塊の加熱条件のコントロール、すなわち、加熱温度と加熱時間のコントロールは、鋼塊再加熱時の初期オーステナイト粒径の微細化を制御する主な製造条件であり、本発明において極めて重要である。   The control of the heating conditions of the steel ingot, which is the material of the thick-walled steel plate, that is, the control of the heating temperature and the heating time, is the main manufacturing condition that controls the refinement of the initial austenite grain size during reheating of the steel ingot. It is extremely important in the invention.

高い温度での加熱あるいは長時間の加熱は、オーステナイト粒の成長を促進するので、フェライト変態時のフェライト生成核が少なくなって、最終組織におけるフェライト組織分率が減少するとともに、圧延中の待ち時間が長時間化するので、経済性を損ねる結果となる。したがって、加熱温度を低く、そして、加熱時間を短く制御する必要がある。ただし、温度と時間には等価性があるため、どちらか一方の条件を満足すればよい。   Heating at a high temperature or heating for a long time promotes the growth of austenite grains, so that the number of ferrite nuclei during ferrite transformation decreases, the ferrite structure fraction in the final structure decreases, and the waiting time during rolling As a result, the economic efficiency is impaired. Therefore, it is necessary to control the heating temperature low and the heating time short. However, since temperature and time are equivalent, it is sufficient to satisfy one of the conditions.

すなわち、加熱の低温化または短時間化を図ることにより、圧延後の変態時にフェライト変態を起こさせ、もって初期オーステナイト粒径を細粒にすることができる。   That is, by lowering the heating temperature or shortening the heating time, ferrite transformation can occur during transformation after rolling, and the initial austenite grain size can be made fine.

上述の等価性を実験的に明らかにしたところ、肉厚鋼板の素材である鋼塊の加熱工程においては、鋼塊の加熱温度Tr(℃)と加熱時間t(h)が、
t×exp(Tr3/270000000)≦580・・・(2)
の式を満足していることが経済的に優れた厚肉高アレスト鋼板を製造する条件として好ましいことが分かった。
When the above equivalence was experimentally clarified, the heating temperature Tr (° C.) and the heating time t (h) of the steel ingot in the heating process of the steel ingot, which is the material of the thick steel plate,
t × exp (Tr 3/270000000 ) ≦ 580 ··· (2)
It has been found that satisfying the following formula is preferable as a condition for producing an economically excellent thick high arrested steel sheet.

なお、加熱温度が極端に低い場合には、変形抵抗の増加などにより圧延の実現が困難となるので、加熱温度は800℃以上にすることが好ましい。ただし、加熱温度は1050℃以下にすることが好ましい。   In addition, when the heating temperature is extremely low, it becomes difficult to realize rolling due to an increase in deformation resistance or the like. Therefore, the heating temperature is preferably 800 ° C. or higher. However, the heating temperature is preferably 1050 ° C. or lower.

また、上記の〔t×exp(Tr3/270000000)〕の値は、変形抵抗の増加による圧延能率の阻害を回避するため、50以上とすることが好ましい。 The value of [t × exp (Tr 3/270000000 ) ] described above, to avoid inhibition of rolling efficiency due to an increase in deformation resistance, preferably 50 or more.

次に、厚肉高アレスト鋼板を経済的に得る方法としては、引き続き行われる圧延工程での調整板厚と、圧延温度および仕上圧延温度のコントロールも有効である。未再結晶域での圧延量を増加させ、フェライト変態前のオーステナイト中の転位密度を高くすることでフェライト変態を促進するというTMCP技術を適用することで、厚肉材の板厚中心部でも十分なフェライト変態を期待することができるからである。この未再結晶域での圧下量を制御する製造上のパラメータとしては、調整板厚、調整時の圧延開始温度および仕上温度の3つが重要であることを知見した。   Next, as a method for economically obtaining a thick high arrested steel plate, it is also effective to control the adjustment plate thickness, rolling temperature, and finish rolling temperature in the subsequent rolling process. By applying TMCP technology that promotes ferrite transformation by increasing the amount of rolling in the non-recrystallized region and increasing the dislocation density in the austenite before ferrite transformation, it is sufficient even at the thickness center of thick materials This is because a good ferrite transformation can be expected. As manufacturing parameters for controlling the amount of reduction in the non-recrystallized region, it has been found that the adjustment plate thickness, the rolling start temperature during adjustment, and the finishing temperature are important.

本発明者らによる多数の実験により得られた条件は、圧延工程においては、圧延途中の任意の厚み(調整板厚)A(mm)における圧延温度(調整時圧延温度)B(℃)と、最終圧延により最終形状の厚肉鋼板の板厚G(mm)に仕上げる際の仕上圧延温度C(℃)が、
A−3.5G≦0・・・(3)
A−1.5G≧0・・・(4)
C−670−G≦0・・・(5)
B−C−20−(1400/G)≦0・・・(6)
の式を全て満足するように圧延することである。
The conditions obtained by many experiments by the present inventors are, in the rolling process, rolling temperature (adjusting rolling temperature) B (° C.) at an arbitrary thickness (adjusted plate thickness) A (mm) during rolling, The finishing rolling temperature C (° C.) when finishing to the thickness G (mm) of the thick steel plate of the final shape by the final rolling,
A-3.5G ≦ 0 (3)
A-1.5G ≧ 0 (4)
C-670-G ≦ 0 (5)
BC-20- (1400 / G) ≦ 0 (6)
It is rolling so that all the formulas may be satisfied.

上記(3)〜(6)式のうち、一つでも満足しない場合には、フェライト変態前の転位密度が不足し、板厚中心部の組織におけるフェライト組織分率が低下することになるので、効率よく厚肉高アレスト鋼板を得ることができない。   If any one of the above formulas (3) to (6) is not satisfied, the dislocation density before ferrite transformation is insufficient, and the ferrite structure fraction in the structure at the center of the plate thickness is reduced. It is not possible to obtain a thick high arrested steel plate efficiently.

なお、上記の(3)式における〔A−3.5G〕の値は、フェライト組織分率確保のため、−200以上とすることが好ましい。   In addition, it is preferable that the value of [A-3.5G] in the above formula (3) is −200 or more in order to secure the ferrite structure fraction.

また、上記の(4)式における〔A−1.5G〕の値は、圧延能率の低下を回避するために、5以下とすることが好ましい。   In addition, the value of [A-1.5G] in the above formula (4) is preferably 5 or less in order to avoid a reduction in rolling efficiency.

(5)式における〔C−670−G〕の値は、低くなりすぎると圧延能率の低下を招くことから、−100以上とすることが好ましい。   The value of [C-670-G] in the formula (5) is preferably set to −100 or more because if it becomes too low, the rolling efficiency is lowered.

(6)式における〔B−C−20−(1400/G)1.5G〕の値は、圧延能率の低下を回避するために、−60以上とすることが好ましい。   The value of [B-C-20- (1400 / G) 1.5G] in the formula (6) is preferably set to −60 or more in order to avoid a reduction in rolling efficiency.

また、十分な強度を確保するために、このような厚肉材の場合には、圧延後の冷却工程における冷却速度と冷却停止温度のコントロールも有効であり、水冷時の冷却速度が2℃/s以上であり、かつ水冷停止温度が500℃以下とするのが好ましい。すなわち、水冷停止温度E(℃)および板厚中心部における水冷中の平均冷却速度F(℃/s)が、
E−500≦0・・・(7)
F−2≧0・・・(8)
の2つの式を満足するように水冷を行うことが好ましい。
In order to ensure sufficient strength, in the case of such a thick material, it is also effective to control the cooling rate and cooling stop temperature in the cooling process after rolling, and the cooling rate during water cooling is 2 ° C / The water cooling stop temperature is preferably 500 ° C. or lower. That is, the water cooling stop temperature E (° C.) and the average cooling rate F (° C./s) during water cooling at the center of the plate thickness are
E-500 ≦ 0 (7)
F-2 ≧ 0 (8)
It is preferable to perform water cooling so as to satisfy these two equations.

なお、水冷停止温度E(℃)の値は、常温の工業用水を用いることから自ずと常温以上となる。   In addition, the value of the water cooling stop temperature E (° C.) is naturally equal to or higher than the normal temperature because the normal temperature industrial water is used.

また、板厚中心部における水冷中の平均冷却速度F(℃/s)の値は、水冷による理論限界冷却速度からおよそ50以下となる。   In addition, the value of the average cooling rate F (° C./s) during the water cooling in the center portion of the plate thickness is about 50 or less from the theoretical limit cooling rate by the water cooling.

また、冷却後にAc1点以下の温度で焼戻すと、ベイナイト組織中の硬化組織が一部無害化する効果を有する場合があるので、必要に応じて実施すればよい。 In addition, when tempering at a temperature of Ac 1 point or less after cooling, the hardened structure in the bainite structure may be partially detoxified, and therefore may be carried out as necessary.

なお、焼戻しする場合は、焼き戻しの効果を発現させる下限の温度である200℃以上とすることが好ましい。   In addition, when tempering, it is preferable to set it as 200 degreeC or more which is the minimum temperature which expresses the effect of tempering.

上記の理由から、本発明(7)に係る圧延方向に対し45°方向のアレスト特性に優れた高強度厚肉鋼板の製造方法は、前記(A)項に記載の本発明(1)から(6)までのいずれかに記載の化学組成を有する鋼塊を、前記の工程1〜3によって、加熱し、圧延し、冷却することと規定した。   For the above reasons, the method for producing a high-strength thick steel plate excellent in arrest properties in the 45 ° direction with respect to the rolling direction according to the present invention (7) is the present invention (1) described in the item (A) ( It was defined that the steel ingot having the chemical composition according to any one of 6) was heated, rolled, and cooled by the above steps 1 to 3.

また、本発明(8)に係る圧延方向に対し45°方向のアレスト特性に優れた高強度厚肉鋼板の製造方法は、前記(A)項に記載の本発明(1)から(6)までのいずれかに記載の化学組成を有する鋼塊を、前記の工程1〜4によって、加熱し、圧延し、冷却し、焼戻すことと規定した。   Moreover, the manufacturing method of the high intensity | strength thick steel plate excellent in the arrest characteristic of a 45 degree direction with respect to the rolling direction which concerns on this invention (8) is from this invention (1) to (6) as described in said (A) term. It was defined that the steel ingot having the chemical composition described in any of the above was heated, rolled, cooled, and tempered according to the steps 1 to 4 described above.

なお、前述のように本発明の高強度厚肉鋼板は板厚50mmを超えるものを対象とするが、本発明(7)や本発明(8)の製造方法を用いれば、板厚65mm以上といった極厚の厚肉鋼板についても有用に製造することができる。   As described above, the high-strength thick steel plate of the present invention is intended to have a thickness exceeding 50 mm, but if the manufacturing method of the present invention (7) or the present invention (8) is used, the thickness is 65 mm or more. An extremely thick thick steel plate can also be produced usefully.

以下、実施例によって本発明をより具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。   EXAMPLES Hereinafter, although an Example demonstrates this invention more concretely, this invention is not limited to these Examples.

表1および表2に、今回供試した鋼の化学成分を示す。なお、表1および表2中の鋼No.1〜37は、化学組成が本発明で規定する範囲内にある鋼である。一方、表2中の鋼No.38〜43は、化学組成が本発明で規定する条件から外れた比較例の鋼である。   Tables 1 and 2 show the chemical components of the steels tested this time. In Tables 1 and 2, the steel No. 1 to 37 are steels whose chemical compositions are within the range defined by the present invention. On the other hand, steel No. Nos. 38 to 43 are comparative steels whose chemical compositions deviate from the conditions defined in the present invention.

これらの各種の鋼の鋼塊を用い、表3および表4に示す製造条件に基づいて種々の高強度厚肉鋼板を製造した。   Using these various steel ingots, various high-strength thick steel plates were produced based on the production conditions shown in Tables 3 and 4.

なお、試験番号1−2については、表3中には明示していないが、冷却後520℃で焼戻しを行っている。   Test number 1-2 is not clearly shown in Table 3, but is tempered at 520 ° C. after cooling.

Figure 0005051001
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このようにして得た各鋼板について、板厚中心部におけるフェライト組織分率と有効結晶粒の粒径、引張特性、板厚1/4位置における45゜方向の(321)面、(211)面および(110)面のX線強度、板厚中心部における45゜方向の(321)面、(211)面および(110)面のX線強度、アレスト特性およびシャルピー衝撃特性を調査した。   For each steel sheet thus obtained, the ferrite structure fraction and the grain size of the effective crystal grains in the center of the plate thickness, the tensile properties, the (321) plane in the 45 ° direction at the 1/4 position of the plate thickness, and the (211) plane. The X-ray intensity of the (110) plane, the X-ray intensity of the (321) plane, the (211) plane and the (110) plane in the 45 ° direction at the center of the plate thickness, the arrest characteristics and the Charpy impact characteristics were investigated.

板厚中心部におけるフェライト組織分率は、圧延面に平行な面であるいわゆる「L断面」が被検面になるように、各鋼板の板厚中心部から試験片を採取し、次いで、その試験片を樹脂に埋め込んで鏡面研磨した後ナイタールで腐食し、光学顕微鏡を用いて倍率を500倍として100視野観察し、各視野において全視野面積に対するフェライトの面積割合を算出した後、その100視野のフェライトの面積割合を算術平均して求めた。   The ferrite structure fraction in the center part of the plate thickness is obtained by taking a test piece from the center part of the thickness of each steel plate so that a so-called “L cross section” which is a plane parallel to the rolling surface becomes the test surface, The specimen was embedded in resin and mirror-polished, then corroded with nital, and observed with 100 optical fields using an optical microscope at a magnification of 500, and after calculating the area ratio of ferrite to the total visual field area in each field, the 100 fields The area ratio of ferrite was obtained by arithmetic averaging.

また、板厚中心部における有効結晶粒の粒径についても、L断面が被検面になるように、各鋼板の板厚中心部から試験片を採取し、鏡面研磨後、EBSP装置を用いて、倍率を300倍として10視野の観察を行い、15゜以上の方位差を有する境界を結晶粒界とみなして、それに囲まれた部分を有効結晶粒と判定し、その後さらに、画像解析によって、ひとつずつの有効結晶粒内部の面積を求め、その面積と等価な面積を有する円の直径に換算して、それぞれの有効結晶粒の粒径として評価した。   In addition, with regard to the grain size of the effective crystal grains in the central portion of the plate thickness, a test piece is collected from the central portion of the plate thickness of each steel plate so that the L cross section becomes the test surface, and after mirror polishing, using an EBSP apparatus , Observing 10 fields of view at a magnification of 300 times, considering a boundary having an orientation difference of 15 ° or more as a crystal grain boundary, determining a portion surrounded by the boundary as an effective crystal grain, and then further by image analysis, The area inside each effective crystal grain was determined, converted into the diameter of a circle having an area equivalent to the area, and evaluated as the grain diameter of each effective crystal grain.

引張特性は、JIS Z 2201(1998)に準じた引張試験片を、板厚1/4位置を中心として圧延方向と直角な方向である「C方向」に採取し、JIS Z 2241(1998)に記載の方法で室温での引張試験を行って調査し、降伏強度(YS)と引張強度(TS)を測定した。   For tensile properties, a tensile test piece according to JIS Z 2201 (1998) was sampled in the “C direction”, which is a direction perpendicular to the rolling direction, centered on the ¼ position of the plate thickness, and JIS Z 2241 (1998). A tensile test at room temperature was conducted by the method described, and the yield strength (YS) and tensile strength (TS) were measured.

なお、上記の降伏強度は、引張試験速度を10N/(mm・s)とした場合の下降伏点から求め、明確な降伏点が現れない場合には、0.2%耐力を降伏強度とした。引張特性の目標は、490MPa以上のTSを有することとした。   In addition, said yield strength is calculated | required from the yield point when a tensile test speed | rate is 10 N / (mm * s), and when a yield point is not clear, 0.2% yield strength was made into yield strength. . The target for tensile properties was to have a TS of 490 MPa or higher.

板厚1/4位置および板厚中心部のそれぞれの位置における45゜方向の(321)面、(211)面および(110)面のX線強度は、前記の各位置において圧延方向と45゜の角度を持った方向から、2mm×20mm×20mmの試験片を採取し、X線回折試験によって測定した。そして、上記のようにして求めたX線強度とランダムな結晶方位を持った無配向性試料のX線強度との比を求め、これらの値から前記2つの位置における45゜方向の(321)面、(211)面および(110)面のX線強度比の和の算術平均値を導出した。   The X-ray intensity of the (321) plane, (211) plane and (110) plane in the 45 ° direction at each of the plate thickness 1/4 position and the plate thickness central portion is 45 ° to the rolling direction at each of the above positions. A test piece of 2 mm × 20 mm × 20 mm was taken from a direction having an angle of and measured by an X-ray diffraction test. Then, the ratio of the X-ray intensity obtained as described above and the X-ray intensity of the non-oriented sample having a random crystal orientation is obtained, and from these values, (321) in the 45 ° direction at the two positions. The arithmetic average value of the sum of the X-ray intensity ratios of the plane, (211) plane and (110) plane was derived.

アレスト特性は、温度勾配型ESSO試験を複数体実施し、得られた結果をアレニウス形式のグラフ上にプロットして線形近似を行い、−10℃でのKca値をその鋼板のアレスト特性として評価した。アレスト特性の目標は6000N/mm1.5以上のKca値を有することとした。上記ESSO試験の試験片は圧延方向に平行ないわゆる「L方向」から採取した。 For the arrest characteristics, a plurality of temperature gradient type ESSO tests were conducted, and the obtained results were plotted on an Arrhenius graph to perform linear approximation, and the Kca value at −10 ° C. was evaluated as the arrest characteristics of the steel sheet. . The target of the arrest characteristic is to have a Kca value of 6000 N / mm 1.5 or more. The specimen for the ESSO test was taken from the so-called “L direction” parallel to the rolling direction.

なお、アレスト特性とシャルピー衝撃試験の破面遷移温度(vTrs)とはある程度の相関を有することが知られており、このため、vTrsによって大まかにアレスト特性の良否を推定することができる。   It is known that the arrest characteristic and the fracture surface transition temperature (vTrs) of the Charpy impact test have a certain degree of correlation. Therefore, the quality of the arrest characteristic can be roughly estimated by vTrs.

そこで、圧延方向に対し45°方向のアレスト特性が前記L方向のアレスト特性と大きな差がないことを確認するために、JIS Z 2242(2005)に記載の幅10mmのVノッチ試験片を、板厚1/4位置を中心として圧延方向に平行ないわゆる「L方向」および「圧延方向と45゜の方向」の2方向から採取し、シャルピー衝撃試験を行って破面遷移温度(vTrs)を求めた。   Therefore, in order to confirm that the arrest characteristic in the 45 ° direction with respect to the rolling direction is not significantly different from the arrest characteristic in the L direction, a V-notch test piece having a width of 10 mm described in JIS Z 2242 (2005) is used. Samples are taken from two directions, the so-called “L direction” and “rolling direction and 45 ° direction” parallel to the rolling direction centering on the thickness 1/4 position, and a Charpy impact test is performed to determine the fracture surface transition temperature (vTrs). It was.

次いで、上記のようにして求めたL方向のvTrsの値および圧延方向と45゜の方向のvTrsの値から、
ΔvTrs=vTrs(L)×(−1)−vTrs(45゜)×(−1)・・・(9)
の式によってΔvTrsを導出し、L方向と圧延方向に対し45°方向との靱性の差異について確認した。上記ΔvTrsの目標は10℃以下とした。なお、上記(9)式におけるvTrs(L)およびvTrs(45゜)はそれぞれ、L方向のvTrsおよび圧延方向に対して45°方向のvTrsを意味する。
Next, from the value of vTrs in the L direction and the value of vTrs in the rolling direction and 45 ° obtained as described above,
ΔvTrs = vTrs (L) × (−1) −vTrs (45 °) × (−1) (9)
ΔvTrs was derived by the following formula, and the difference in toughness between the L direction and the 45 ° direction with respect to the rolling direction was confirmed. The target of ΔvTrs was set to 10 ° C. or lower. Note that vTrs (L) and vTrs (45 °) in the above equation (9) mean vTrs in the L direction and vTrs in the 45 ° direction with respect to the rolling direction, respectively.

表5に、上記の各試験結果をまとめて示す。表5中の各供試鋼板における「板厚中心部における有効結晶粒の粒径」は、前述のようにして求めた有効結晶粒の粒径のうちの最大粒径である。   Table 5 summarizes the above test results. “Effective crystal grain size at the center of thickness” in each test steel sheet in Table 5 is the maximum grain size among the effective crystal grain sizes determined as described above.

なお、表5において、板厚1/4位置における45゜方向の(321)面、(211)面および(110)面のX線強度比の和と板厚中心部における45゜方向の(321)面、(211)面および(110)面のX線強度比の和との算術平均値を「X線強度比の和の算術平均値」と表記した。そこで、以下の説明においては、この「X線強度比の和の算術平均値」を用いることにする。   In Table 5, the sum of the X-ray intensity ratios of the (321) plane, (211) plane, and (110) plane in the 45 ° direction at the 1/4 thickness position and the (321) in the 45 ° direction at the central portion of the thickness. ) Plane, (211) plane, and (110) plane, the arithmetic average value with the sum of X-ray intensity ratios was expressed as “sum of X-ray intensity ratio sums”. Therefore, in the following description, this “arithmetic average value of the sum of X-ray intensity ratios” will be used.

Figure 0005051001
Figure 0005051001

表5から、本発明で規定する条件から外れた比較例の試験番号の鋼板の場合には、強度目標とアレスト特性の目標を同時には達成することができないことが明らかである。   From Table 5, it is clear that the strength target and the arrest property target cannot be achieved at the same time in the case of the steel plate with the test number of the comparative example that deviates from the conditions specified in the present invention.

すなわち、試験番号1−1の鋼板は、鋼の化学組成が本発明で規定する条件を満たす鋼No.1を用いているにも拘わらず、その板厚中心部のフェライト組織分率が59%で本発明で規定する下限値を下回り、逆に、板厚中心部の有効結晶粒の粒径は32μm、また「X線強度比の和の算術平均値」は3.47でいずれも本発明で規定する上限値を上回るため、アレスト特性に劣っている。   That is, the steel plate of test number 1-1 is a steel No. 1 that satisfies the conditions specified by the present invention in terms of the chemical composition of the steel. 1 is used, the ferrite structure fraction at the center of the plate thickness is 59%, which is lower than the lower limit specified in the present invention. Conversely, the effective grain size of the center of the plate thickness is 32 μm. In addition, the “arithmetic average value of the sum of X-ray intensity ratios” is 3.47, which exceeds the upper limit value defined in the present invention, and therefore is inferior in arrest characteristics.

同様に、試験番号1−4の鋼板は、鋼の化学組成が本発明で規定する条件を満たす鋼No.1を用いているにも拘わらず、その板厚中心部のフェライト組織分率が55%で本発明で規定する下限値を下回り、逆に、板厚中心部の有効結晶粒の粒径は27μm、また「X線強度比の和の算術平均値」は4.02でいずれも本発明で規定する上限値を上回るため、アレスト特性に劣っている。   Similarly, the steel numbers of Test Nos. 1-4 are steel Nos. That satisfy the conditions specified by the present invention in the chemical composition of the steel. 1 is used, the ferrite structure fraction at the center of the plate thickness is 55%, which is lower than the lower limit defined in the present invention. Conversely, the effective grain size of the center of the plate thickness is 27 μm. The “arithmetic mean value of the sum of X-ray intensity ratios” is 4.02, which exceeds the upper limit specified in the present invention, and is inferior in arrest characteristics.

試験番号2−1の鋼板は、鋼の化学組成が本発明で規定する条件を満たす鋼No.2を用いているにも拘わらず、その板厚中心部のフェライト組織分率が59%で本発明で規定する下限値を下回り、逆に、板厚中心部の有効結晶粒の粒径は34μm、また「X線強度比の和の算術平均値」は3.45でいずれも本発明で規定する上限値を上回るため、引張強度およびアレスト特性に劣っている。   The steel plate of test number 2-1 is a steel No. 1 that satisfies the conditions defined by the present invention in terms of the chemical composition of the steel. 2 is used, the ferrite structure fraction of the center portion of the plate thickness is 59%, which is lower than the lower limit specified in the present invention. Conversely, the effective grain size of the center portion of the plate thickness is 34 μm. In addition, the “arithmetic average value of the sum of X-ray intensity ratios” is 3.45, which exceeds the upper limit value defined in the present invention, and is inferior in tensile strength and arrest properties.

同様に、試験番号2−2の鋼板は、鋼の化学組成が本発明で規定する条件を満たす鋼No.2を用いているにも拘わらず、その板厚中心部のフェライト組織分率が68%で本発明で規定する下限値を下回り、逆に、板厚中心部の有効結晶粒の粒径は30μm、また「X線強度比の和の算術平均値」は4.52でいずれも本発明で規定する上限値を上回るため、アレスト特性に劣っている。   Similarly, the steel plate of test number 2-2 is a steel No. 2 whose chemical composition satisfies the conditions specified by the present invention. 2 is used, the ferrite structure fraction at the center of the plate thickness is 68%, which is lower than the lower limit specified in the present invention. Conversely, the effective grain size of the center of the plate thickness is 30 μm. In addition, the “arithmetic average value of the sum of X-ray intensity ratios” is 4.52, which exceeds the upper limit value defined in the present invention, and is inferior in arrest characteristics.

試験番号2−3の鋼板は、鋼の化学組成が本発明で規定する条件を満たす鋼No.2を用いているにも拘わらず、その板厚中心部のフェライト組織分率が62%で本発明で規定する下限値を下回り、逆に、板厚中心部の有効結晶粒の粒径は30μm、また「X線強度比の和の算術平均値」は3.43でいずれも本発明で規定する上限値を上回るため、引張強度に劣っている。   The steel plate of Test No. 2-3 has a steel No. 2 that satisfies the conditions specified in the present invention by the chemical composition of the steel. 2 is used, the ferrite structure fraction at the center of the plate thickness is 62%, which is lower than the lower limit specified in the present invention. Conversely, the effective grain size of the center of the plate thickness is 30 μm. In addition, the “arithmetic mean value of the sum of X-ray intensity ratios” is 3.43, which exceeds the upper limit value defined in the present invention, and is inferior in tensile strength.

同様に、試験番号2−4の鋼板も、鋼の化学組成が本発明で規定する条件を満たす鋼No.2を用いているにも拘わらず、その板厚中心部のフェライト組織分率が57%で本発明で規定する下限値を下回り、逆に、板厚中心部の有効結晶粒の粒径は32μm、また「X線強度比の和の算術平均値」は3.39でいずれも本発明で規定する上限値を上回るため、引張強度に劣っている。   Similarly, the steel plates of test numbers 2 to 4 are steel Nos. That satisfy the conditions specified by the present invention in terms of the chemical composition of the steel. 2 is used, the ferrite structure fraction at the center of the plate thickness is 57%, which is lower than the lower limit specified in the present invention. Conversely, the effective grain size of the center of the plate thickness is 32 μm. In addition, the “arithmetic average value of the sum of X-ray intensity ratios” is 3.39, which exceeds the upper limit value defined in the present invention, and is inferior in tensile strength.

試験番号2−5の鋼板は、鋼の化学組成が本発明で規定する条件を満たす鋼No.2を用いているにも拘わらず、その板厚中心部のフェライト組織分率が63%で本発明で規定する下限値を下回り、逆に、板厚中心部の有効結晶粒の粒径は41μm、また「X線強度比の和の算術平均値」は3.43でいずれも本発明で規定する上限値を上回るため、アレスト特性に劣っている。   The steel plates of Test Nos. 2 to 5 are steel Nos. That satisfy the conditions specified in the present invention by the chemical composition of the steel. 2 is used, the ferrite structure fraction of the center portion of the plate thickness is 63%, which is lower than the lower limit specified in the present invention. Conversely, the effective grain size of the center portion of the plate thickness is 41 μm. In addition, the “arithmetic average value of the sum of X-ray intensity ratios” is 3.43, which exceeds the upper limit value defined in the present invention, and is inferior in arrest characteristics.

試験番号3−2の鋼板は、鋼の化学組成が本発明で規定する条件を満たす鋼No.3を用いているにも拘わらず、その板厚中心部のフェライト組織分率が75%で本発明で規定する下限値を下回るため、引張強度およびアレスト特性に劣っている。   The steel plate of Test No. 3-2 is a steel No. 3 whose chemical composition satisfies the conditions specified by the present invention. Even though 3 is used, the ferrite structure fraction at the central portion of the plate thickness is 75%, which is lower than the lower limit specified in the present invention, so that the tensile strength and arrest properties are inferior.

試験番号38の鋼板は、鋼の化学組成が本発明で規定する条件から外れた鋼No.38を用いており、しかも、板厚中心部のフェライト組織分率が30%で本発明で規定する下限値を下回り、逆に、板厚中心部の有効結晶粒の粒径は45μm、また「X線強度比の和の算術平均値」は4.03でいずれも本発明で規定する上限値を上回るため、アレスト特性に劣っている。   The steel plate of test number 38 is a steel No. whose chemical composition deviates from the conditions specified in the present invention. 38, and the ferrite structure fraction at the center of the plate thickness is 30%, which is lower than the lower limit specified in the present invention. Conversely, the effective grain size of the center of the plate thickness is 45 μm, The “arithmetic mean value of the sum of the X-ray intensity ratios” is 4.03, which exceeds the upper limit value defined in the present invention, and is inferior in arrest characteristics.

試験番号39の鋼板は、鋼の化学組成が本発明で規定する条件から外れた鋼No.39を用いており、しかも、板厚中心部のフェライト組織分率が20%で本発明で規定する下限値を下回り、逆に、「X線強度比の和の算術平均値」は3.62で本発明で規定する上限値を上回るため、アレスト特性に劣っている。   The steel plate of test number 39 has a steel No. of which the chemical composition of the steel is out of the conditions specified in the present invention. 39, and the ferrite structure fraction at the center of the plate thickness is 20%, which is below the lower limit specified in the present invention. Conversely, the “arithmetic average value of the sum of X-ray intensity ratios” is 3.62. Therefore, the arrest characteristic is inferior because it exceeds the upper limit defined in the present invention.

試験番号40の鋼板は、鋼の化学組成が本発明で規定する条件から外れた鋼No.40を用いており、しかも、板厚中心部のフェライト組織分率が10%で本発明で規定する下限値を下回り、逆に、板厚中心部の有効結晶粒の粒径は59μm、また「X線強度比の和の算術平均値」は3.98でいずれも本発明で規定する上限値を上回るため、アレスト特性に劣っている。   The steel plate of test No. 40 is a steel No. whose chemical composition deviates from the conditions specified in the present invention. 40, and the ferrite structure fraction in the center portion of the plate thickness is 10%, which is lower than the lower limit specified in the present invention. On the contrary, the effective crystal grain size in the center portion of the plate thickness is 59 μm. The “arithmetic mean value of the sum of the X-ray intensity ratios” is 3.98, which exceeds the upper limit value defined in the present invention, and is inferior in arrest characteristics.

なお、試験番号38〜40は、フェライト組織分率が低いことから、焼入性が過大であることがアレスト特性不足の原因と推定できる。   In Test Nos. 38 to 40, since the ferrite structure fraction is low, it can be estimated that excessive hardenability is the cause of insufficient arrest characteristics.

試験番号41の鋼板は、鋼の化学組成が本発明で規定する条件から外れた鋼No.41を用いて、しかも、「X線強度比の和の算術平均値」は4.88で本発明で規定する上限値を上回るため、アレスト特性に劣っている。   The steel plate of test No. 41 has a steel No. whose chemical composition deviates from the conditions specified in the present invention. 41, and the “arithmetic mean value of the sum of the X-ray intensity ratios” is 4.88, which exceeds the upper limit value defined in the present invention, and is inferior in the arrest characteristics.

試験番号42の鋼板は、鋼の化学組成が本発明で規定する条件から外れた鋼No.42を用いており、しかも、「X線強度比の和の算術平均値」は4.25で本発明で規定する上限値を上回るため、アレスト特性に劣っている。   The steel plate of test number 42 is a steel No. whose chemical composition deviates from the conditions specified in the present invention. 42 is used, and the “arithmetic mean value of the sum of X-ray intensity ratios” is 4.25, which exceeds the upper limit value defined in the present invention, and is therefore inferior in arrest characteristics.

試験番号43の鋼板は、鋼の化学組成が本発明で規定する条件から外れた鋼No.43を用いており、しかも、「X線強度比の和の算術平均値」は5.10で本発明で規定する上限値を上回るため、アレスト特性に劣っている。   The steel plate of test number 43 is a steel No. whose chemical composition deviates from the conditions specified in the present invention. 43, and the “arithmetic mean value of the sum of the X-ray intensity ratios” is 5.10, which exceeds the upper limit value defined in the present invention, and is inferior in arrest characteristics.

なお、上記比較例の試験番号の鋼板のうちでも、板厚中心部のフェライト組織分率が本発明で規定する下限値を下回る鋼板はいずれも、圧延方向に対し45°方向での集合組織が顕著となって45°方向の靱性に劣るため、ΔvTrsが大きく10℃以下という目標に達していない。   In addition, among the steel sheets having the test numbers of the comparative examples, all the steel sheets in which the ferrite structure fraction in the center portion of the plate thickness is lower than the lower limit specified in the present invention have a texture in the 45 ° direction with respect to the rolling direction. Since it becomes prominent and inferior in toughness in the 45 ° direction, ΔvTrs is large and does not reach the target of 10 ° C. or less.

これに対して、本発明で規定する条件を満たす本発明例の試験番号1−2、試験番号1−3、試験番号2−6、試験番号3−1および試験番号4〜37の鋼板は、いずれも厚肉であるにもかかわらず、必要な強度特性を確保したまま高いアレスト特性を有している。また、45°方向の靱性に関しても劣化は見られず、応力負荷方向によらず高いアレスト特性を示すことが示唆されている。   On the other hand, the test number 1-2, the test number 1-3, the test number 2-6, the test number 3-1, and the test numbers 4 to 37 of the examples of the present invention that satisfy the conditions specified in the present invention are: In spite of being thick, both have high arrest characteristics while ensuring necessary strength characteristics. In addition, no deterioration was observed with respect to the toughness in the 45 ° direction, suggesting that it exhibits high arrest characteristics regardless of the stress load direction.

以上のとおり、本発明の圧延方向に対し45°方向のアレスト特性に優れた高強度厚肉鋼板は、工業的な規模で低コストに生産することが容易であり、圧延方向において−10℃のアレスト特性が6000N/mm1.5以上であり、脆性き裂が発生した場合でも構造物全体の崩壊を阻止することが可能なため、各種の鋼構造物、特に、大型の商業用船舶の素材として用いることができる。そして、この圧延方向に対し45゜方向のアレスト特性に優れた高強度厚肉鋼板は、本発明の方法によって製造することができる。 As described above, the high-strength thick steel plate having excellent arrest characteristics in the 45 ° direction with respect to the rolling direction of the present invention is easy to produce on an industrial scale at low cost, and is −10 ° C. in the rolling direction. Since the arrest property is 6000 N / mm 1.5 or more and it is possible to prevent the entire structure from collapsing even when a brittle crack occurs, it is used as a material for various steel structures, especially large commercial ships. be able to. And the high-strength thick steel plate excellent in the arrest characteristic of a 45 degree direction with respect to this rolling direction can be manufactured by the method of this invention.

圧延方向に平行な方向(「L方向」と表記)、圧延方向に対して直角な方向(「C方向」と表記)および圧延方向に対し45°の方向(「45゜方向」と表記)について模式的に説明する図である。About a direction parallel to the rolling direction (denoted as “L direction”), a direction perpendicular to the rolling direction (denoted as “C direction”), and a direction of 45 ° relative to the rolling direction (denoted as “45 ° direction”) It is a figure explaining typically.

Claims (8)

質量%で、C:0.01〜0.12%、Si:0.50%以下、Mn:0.4〜2%、P:0.05%以下、S:0.008%以下、Al:0.002〜0.05%、N:0.01%以下、Nb:0.003〜0.1%を含有し、残部Feおよび不純物からなる化学組成を有するとともに、次の(1)式で示される炭素当量Ceqが0.32〜0.40%であり、板厚中心部のフェライト組織分率が80%以上、板厚中心部の有効結晶粒の粒径が25μm以下で、しかも、板厚1/4位置における45゜方向の(321)面、(211)面および(110)面のX線強度比の和と板厚中心部における45゜方向の(321)面、(211)面および(110)面のX線強度比の和との算術平均値が3.3以下であることを特徴とする圧延方向に対し45°方向のアレスト特性に優れた高強度厚肉鋼板。
Ceq=C+(Mn/6)+(Cu/15)+(Ni/15)+(Cr/5)+(Mo/5)+(V/5)・・・(1)
但し、(1)式中の、C、Mn、Cu、Ni、Cr、MoおよびVは、それぞれの元素の含有量(質量%)を意味する。
また、有効結晶粒、有効結晶粒の粒径および板厚1/4位置、ならびに45゜方向の(321)面、(211)面および(110)面のX線強度比の和の意味は、それぞれ次に示すとおりである。
有効結晶粒:EBSP法を用いて15゜以上の方位差を有する境界を結晶粒界とみなした場合の結晶粒、
有効結晶粒の粒径:有効結晶粒の面積と等価な面積を有する円の直径、
板厚1/4位置:厚肉鋼板の板厚中心部から板厚方向への距離が板厚の1/4である位置、
45゜方向の(321)面、(211)面および(110)面のX線強度比の和:板厚中心部から板厚方向への距離が同じ面を基準にした場合において圧延方向に対して45゜の方向から採取した試料の(321)面、(211)面および(110)面におけるX線強度とランダムな結晶方位を持った無配向性試料のX線強度との比の合計。
In mass%, C: 0.01 to 0.12%, Si: 0.50% or less, Mn: 0.4 to 2%, P: 0.05% or less, S: 0.008% or less, Al: It contains 0.002 to 0.05%, N: 0.01% or less, Nb: 0.003 to 0.1%, has a chemical composition consisting of the balance Fe and impurities, and has the following formula (1): The carbon equivalent Ceq shown is 0.32 to 0.40%, the ferrite structure fraction at the center of the plate thickness is 80% or more, the grain size of the effective crystal grains at the center of the plate thickness is 25 μm or less, Sum of X-ray intensity ratios of (321) plane, (211) plane and (110) plane in 45 ° direction at 1/4 thickness position, and (321) plane and (211) plane in 45 ° direction at the center of plate thickness And an arithmetic average value with the sum of the X-ray intensity ratios of the (110) plane is 3.3 or less. A high-strength thick steel plate with excellent arrest characteristics in the 45 ° direction.
Ceq = C + (Mn / 6) + (Cu / 15) + (Ni / 15) + (Cr / 5) + (Mo / 5) + (V / 5) (1)
However, C, Mn, Cu, Ni, Cr, Mo and V in the formula (1) mean the content (mass%) of each element.
Further, the meaning of the sum of the effective crystal grains, the grain diameter and the 1/4 thickness position of the effective crystal grains, and the X-ray intensity ratio of the (321) plane, (211) plane and (110) plane in the 45 ° direction is Each is as follows.
Effective grain: A grain when a boundary having an orientation difference of 15 ° or more is regarded as a grain boundary using the EBSP method,
Effective grain size: diameter of a circle having an area equivalent to the area of the effective grain,
Plate thickness 1/4 position: the position where the distance from the plate thickness center of the thick steel plate to the plate thickness direction is 1/4 of the plate thickness,
Sum of X-ray intensity ratios of (321) plane, (211) plane and (110) plane in 45 ° direction: with respect to the rolling direction when the distance from the center of the plate thickness to the plate thickness direction is the standard The sum of the ratios of the X-ray intensity of the (321) plane, (211) plane and (110) plane of the sample collected from the direction of 45 ° to the X-ray intensity of the non-oriented sample having a random crystal orientation.
質量%で、さらに、Ni:1%以下を含有したことを特徴とする、請求項1に記載の圧延方向に対し45°方向のアレスト特性に優れた高強度厚肉鋼板。   The high-strength thick steel plate having excellent arrest characteristics in the 45 ° direction with respect to the rolling direction according to claim 1, further comprising Ni: 1% or less by mass%. 質量%で、さらに、Cu:2%以下およびCr:1%以下の元素のうち1種または2種を含有したことを特徴とする、請求項1または2に記載の圧延方向に対し45°方向のアレスト特性に優れた高強度厚肉鋼板。   The mass direction further includes one or two elements of Cu: 2% or less and Cr: 1% or less, and 45 ° direction with respect to the rolling direction according to claim 1 or 2. High strength thick steel plate with excellent arrest properties. 質量%で、さらに、Mo:0.5%以下、V:0.1%以下およびB:0.005%以下の元素のうち1種または2種以上を含有したことを特徴とする、請求項1から3までのいずれかに記載の圧延方向に対し45°方向のアレスト特性に優れた高強度厚肉鋼板。   The composition further comprises one or more elements selected from the group consisting of Mo: 0.5% or less, V: 0.1% or less, and B: 0.005% or less. A high-strength thick steel plate having excellent arrest characteristics in a 45 ° direction with respect to the rolling direction according to any one of 1 to 3. 質量%で、さらに、Ti:0.1%以下を含有したことを特徴とする、請求項1から4までのいずれかに記載の圧延方向に対し45°方向のアレスト特性に優れた高強度厚肉鋼板。   The high-strength thickness excellent in arrest properties in the direction of 45 ° with respect to the rolling direction according to any one of claims 1 to 4, characterized by containing Ti: 0.1% or less in mass%. Meat steel plate. 質量%で、さらに、Ca:0.004%以下、Mg:0.002%以下およびREM:0.002%以下の元素のうち1種または2種以上を含有したことを特徴とする、請求項1から5までのいずれかに記載の圧延方向に対し45°方向のアレスト特性に優れた高強度厚肉鋼板。   The composition further comprises one or more elements selected from the group consisting of Ca: 0.004% or less, Mg: 0.002% or less, and REM: 0.002% or less. A high-strength thick steel plate having excellent arrest characteristics in a 45 ° direction with respect to the rolling direction according to any one of 1 to 5. 請求項1から6までのいずれかに記載の化学組成を有する鋼塊を、下記の工程1〜3によって、加熱し、圧延し、冷却することを特徴とする圧延方向に対し45°方向のアレスト特性に優れた高強度厚肉鋼板の製造方法。
[工程1]鋼塊の加熱温度Tr(℃)と加熱時間t(h)が、
t×exp(Tr3/270000000)≦580・・・(2)
の式を満足するように鋼塊を加熱する工程。
[工程2]圧延途中の任意の厚みA(mm)における圧延温度B(℃)と、最終圧延により最終形状の厚肉鋼板の板厚G(mm)に仕上げる際の仕上圧延温度C(℃)が、
A−3.5G≦0・・・(3)
A−1.5G≧0・・・(4)
C−670−G≦0・・・(5)
B−C−20−(1400/G)≦0・・・(6)
の式を全て満足するように圧延する工程。
[工程3]水冷停止温度E(℃)および板厚中心部における水冷中の平均冷却速度F(℃/s)が、
−150≦E−500≦0・・・(7)
F−2≧0・・・(8)
の2つの式を満足するように水冷を行う工程。
The steel ingot having the chemical composition according to any one of claims 1 to 6 is heated, rolled, and cooled by the following steps 1 to 3, and the arrest is in a 45 ° direction with respect to the rolling direction. A method for producing high-strength thick steel plates with excellent characteristics.
[Step 1] The heating temperature Tr (° C.) and heating time t (h) of the steel ingot are
t × exp (Tr 3/270000000 ) ≦ 580 ··· (2)
The step of heating the steel ingot so as to satisfy the following formula.
[Step 2] Rolling temperature B (° C.) at an arbitrary thickness A (mm) during rolling, and finish rolling temperature C (° C.) when finishing to a thickness G (mm) of a thick steel plate having a final shape by final rolling But,
A-3.5G ≦ 0 (3)
A-1.5G ≧ 0 (4)
C-670-G ≦ 0 (5)
BC-20- (1400 / G) ≦ 0 (6)
The process of rolling to satisfy all of the formulas.
[Step 3] The water cooling stop temperature E (° C.) and the average cooling rate F (° C./s) during water cooling at the center of the plate thickness are:
−150 ≦ E−500 ≦ 0 (7)
F-2 ≧ 0 (8)
The process of performing water cooling so that these two formulas may be satisfied.
請求項1から7までのいずれかに記載の化学組成を有する鋼塊を、下記の工程1〜4によって、加熱し、圧延し、冷却し、焼戻すことを特徴とする圧延方向に対し45°方向のアレスト特性に優れた高強度厚肉鋼板の製造方法。
[工程1]鋼塊の加熱温度Tr(℃)と加熱時間t(h)が、
t×exp(Tr3/270000000)≦580・・・(2)
の式を満足するように鋼塊を加熱する工程。
[工程2]圧延途中の任意の厚みA(mm)における圧延温度B(℃)と、最終圧延により最終形状の厚肉鋼板の板厚G(mm)に仕上げる際の仕上圧延温度C(℃)が、
A−3.5G≦0・・・(3)
A−1.5G≧0・・・(4)
C−670−G≦0・・・(5)
B−C−20−(1400/G)≦0・・・(6)
の式を全て満足するように圧延する工程。
[工程3]水冷停止温度E(℃)および板厚中心部における水冷中の平均冷却速度F(℃/s)が、
−150≦E−500≦0・・・(7)
F−2≧0・・・(8)
の2つの式を満足するように水冷を行う工程。
[工程4]Ac1点以下の温度で焼戻す工程。
The steel ingot having the chemical composition according to any one of claims 1 to 7 is heated, rolled, cooled, and tempered by the following steps 1 to 4 at 45 ° with respect to a rolling direction. Of high-strength thick-walled steel plate with excellent orientation characteristics.
[Step 1] The heating temperature Tr (° C.) and heating time t (h) of the steel ingot are
t × exp (Tr 3/270000000 ) ≦ 580 ··· (2)
The step of heating the steel ingot so as to satisfy the following formula.
[Step 2] Rolling temperature B (° C.) at an arbitrary thickness A (mm) during rolling, and finish rolling temperature C (° C.) when finishing to a thickness G (mm) of a thick steel plate having a final shape by final rolling But,
A-3.5G ≦ 0 (3)
A-1.5G ≧ 0 (4)
C-670-G ≦ 0 (5)
BC-20- (1400 / G) ≦ 0 (6)
The process of rolling to satisfy all of the formulas.
[Step 3] The water cooling stop temperature E (° C.) and the average cooling rate F (° C./s) during water cooling at the center of the plate thickness are:
−150 ≦ E−500 ≦ 0 (7)
F-2 ≧ 0 (8)
The process of performing water cooling so that these two formulas may be satisfied.
[Step 4] Tempering at a temperature of Ac 1 point or less.
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