JP5233303B2 - High-strength thick steel plate with excellent Z-direction arrest characteristics and method for producing the same - Google Patents

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Description

本発明は、Z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Z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。   The present invention relates to a high-strength thick steel plate having excellent arrest characteristics in the Z direction and a method for producing the same. Specifically, even if a brittle crack occurs, it can prevent the entire structure from collapsing. The present invention relates to a high-strength thick steel plate having excellent Z-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、「Z方向」とは、厚肉鋼板の表面と裏面を結ぶ方向で、いわゆる「板厚方向」を指す。また、「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 “Z direction” is a direction connecting the front surface and the back surface of the thick steel plate, and refers to a so-called “plate thickness direction”. 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 sheet 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.

さらに、最近では、脆性き裂が発生した鋼板内でのき裂伝播を停止させることに代えて、き裂伝播経路にある別の部材との接合部においてき裂伝播を停止させることが検討されている。   Furthermore, recently, instead of stopping crack propagation in a steel plate where a brittle crack has occurred, it has been considered to stop crack propagation at the joint with another member in the crack propagation path. ing.

例えば、大型コンテナ船における脆性き裂の発生部位はハッチサイドコーミングであるが、き裂を上記ハッチサイドコーミング内において停止させるのは極めて困難であり、このため、き裂の進展経路上にあるアッパーデッキ材においてき裂を停止させる試みが多くなされている。   For example, the site where a brittle crack occurs in a large container ship is hatch side combing, but it is extremely difficult to stop the crack within the hatch side combing. Many attempts have been made to stop cracks in deck materials.

なお、上記のアッパーデッキはハッチサイドコーミングに対して直交して接合されている。このため、ハッチサイドコーミングで発生したき裂がアッパーデッキ材に侵入・伝播するのは、鋼板の表面と裏面を結ぶ方向(Z方向)であって、一般に認められるような鋼板の圧延方向(以下、「L方向」ともいう。)や鋼板の圧延方向およびZ方向の両方向に対して直角な方向(以下、「C方向」という。)ではない。したがって、アッパーデッキ材で脆性き裂を停止させるためには、上記Z方向の脆性き裂伝播停止特性を向上させることが肝要である。   The upper deck is joined perpendicularly to the hatch side combing. For this reason, the cracks generated by hatch side combing penetrate and propagate into the upper deck material in the direction connecting the front and back surfaces of the steel sheet (Z direction), and the steel sheet rolling direction (hereinafter referred to as the generally accepted direction). , Also referred to as “L direction”) and a direction perpendicular to both the rolling direction of the steel sheet and the Z direction (hereinafter referred to as “C direction”). Therefore, in order to stop the brittle crack with the upper deck material, it is important to improve the brittle crack propagation stopping characteristic in the Z direction.

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、厚肉鋼材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 material has become more severe in both the material characteristic and the mechanical characteristic.

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、JIS G 3127(2000)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 JIS G 3127 (2000).

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.

さらに、特許文献4には、表面切欠きが存在する場合の破壊特性について評価する技術として、公称応力−公称歪み曲線における降伏後の降伏棚が1%以上で、且つ公称応力が最大となる公称歪み(εu)から求めた加工硬化指数(n=ln(1+εu))が0.15以上である「高歪負荷状態での耐延性破壊特性に優れた鋼材」が開示されている。   Furthermore, in Patent Document 4, as a technique for evaluating the fracture characteristics in the presence of a surface notch, the nominal shelf where the yield shelf after yield in the nominal stress-nominal strain curve is 1% or more and the nominal stress is maximized is disclosed. A “steel material excellent in ductile fracture resistance in a high strain load state” having a work hardening index (n = ln (1 + εu)) determined from strain (εu) of 0.15 or more 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 特開2002−30379号公報JP 2002-30379 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相域での圧延は、生産性を著しく損ねてしまう。このため、特許文献1で提案された技術は、大量生産製品に対して必ずしも現実的とはいえないものである。   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, rolling in the two-phase region significantly impairs productivity. For this reason, the technique proposed in Patent Document 1 is not necessarily realistic for mass-produced products.

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、極めて煩雑な工程を必要とするものである。このため、特許文献2で提案された技術も、大量生産製品に対して必ずしも現実的とはいえないものである。 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 an extremely complicated process of recuperating 1/3 or more to Ac 3 or more. For this reason, the technique proposed in Patent Document 2 is not necessarily realistic for mass-produced products.

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。このため、大量生産製品に対して必ずしも現実的とはいえないものである。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。このため、特許文献3で提案された技術は、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。   By making the surface layer structure of the steel sheet ultrafine-grained as disclosed in Patent Document 3, the arrest characteristics can be obtained without adding expensive elements such as Ni, even by a technique that promotes shear lip formation during brittle crack propagation. It is possible to improve. 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. For this reason, it is not necessarily realistic for mass-produced products. 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. For this reason, the technique proposed in Patent Document 3 is poor in feasibility because it is inevitable that the equipment cost and the energy cost are increased, particularly when applied to a thick material.

加えて、上述の特許文献1〜3に開示された技術はいずれも、鋼板のZ方向のき裂伝播停止特性を向上させるためのものではない。   In addition, none of the techniques disclosed in Patent Documents 1 to 3 described above are intended to improve the crack propagation stopping characteristics in the Z direction of the steel sheet.

特許文献4で開示された技術は、表面切欠き付き試験体を用いた引張試験で「耐延性破壊特性」を評価したものであり、表面切欠きが存在する場合について、鋼板の表面方向にき裂が伝播する場合の破壊特性について評価する技術である。しかしながら、その対象は「延性破壊」であって「脆性破壊」ではない。このため、特許文献4で提案された技術は、必ずしも表面方向のアレスト特性に優れた高強度厚肉鋼板に対して適用できるものではない。   The technique disclosed in Patent Document 4 evaluates the “ductile fracture resistance” by a tensile test using a specimen with a surface notch, and the surface notch exists in the surface direction of the steel sheet when there is a surface notch. This is a technique for evaluating the fracture characteristics when cracks propagate. However, the target is “ductile fracture”, not “brittle fracture”. For this reason, the technique proposed in Patent Document 4 is not necessarily applicable to a high-strength thick steel plate excellent in the arrest characteristics in the surface direction.

このように、従来は、Z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。   As described above, conventionally, it has been difficult to provide a high-strength thick steel plate having excellent arrest characteristics in the Z direction at a low cost.

そこで、本発明は、Z方向のアレスト特性に優れた高強度厚肉鋼板、特に、−10℃において8000N/mm1.5以上のアレスト特性を有し、引張強度(TS)が490MPa以上である、Z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。 Therefore, the present invention is a high-strength thick steel plate excellent in arresting properties in the Z direction, in particular, having an arresting property of 8000 N / mm 1.5 or more at −10 ° C. and a tensile strength (TS) of 490 MPa or more. The purpose is to provide a high-strength thick steel plate with excellent orientation characteristics 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)〜(l)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 (l) was obtained.

(a)Z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は、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 having excellent arrest characteristics in the Z direction at a low cost, a method of containing a large amount of an expensive alloy component cannot be employed.

(b)Z方向のアレスト特性を向上させるためには、鋼板の組織を全体的に微細なものとすることが効果的であるが、この方法は生産性、設備コストやエネルギーコストなどの点から必ずしも現実的ではない。   (B) In order to improve the arrest characteristics in the Z direction, it is effective to make the structure of the steel sheet fine as a whole, but this method is from the viewpoint of productivity, equipment cost, energy cost, etc. Not necessarily realistic.

(c)鋼板の組織を全方位的に微細なものとしなくても、き裂が進展する方向の組織を微細にしておけば、アレスト特性を向上させることができる。具体的には、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(以下、この結晶粒界を「有効結晶粒界」といい、それに囲まれた結晶粒を「「有効結晶粒」という。)とみなした場合、き裂が進展する方向に上記有効結晶粒界が密に分布しておれば、アレスト特性を高めることができる。そして、Z方向のアレスト特性を向上させるためには、厚肉鋼板の圧延方向に垂直な断面(以下、「C断面」という。)における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。)を中心として、Z方向で特定長さを有する任意の直線と交差する有効結晶粒の粒界数NzとC方向で前記と同じ特定長さを有する任意の直線と交差する有効結晶粒の粒界数Ncとの比Nz/Ncが1.05以上であることが必要である。   (C) Even if the structure of the steel plate is not made fine in all directions, the arrest characteristics can be improved if the structure in the direction in which the crack propagates is made fine. Specifically, a boundary having an orientation difference of 15 ° or more using an EBSP method (Electron Back Scattering Pattern Method) is defined as a grain boundary (hereinafter, this grain boundary is referred to as an “effective grain boundary”). Assuming that the crystal grains surrounded by them are called "effective crystal grains"), if the above-mentioned effective crystal grain boundaries are densely distributed in the direction in which the crack propagates, the arrest characteristics are enhanced. Can do. And in order to improve the arrest characteristic of a Z direction, the distance from a plate | board thickness center part to a plate | board thickness direction in a cross section (henceforth "C cross section") perpendicular | vertical to the rolling direction of a thick steel plate is plate | board thickness. Centering on a position that is 1/4 (hereinafter referred to as “plate thickness 1/4 position”), the number of effective grain boundaries Nz that intersect with an arbitrary straight line having a specific length in the Z direction and the C direction It is necessary that the ratio Nz / Nc to the number of grain boundaries Nc of effective crystal grains intersecting with an arbitrary straight line having the same specific length as described above is 1.05 or more.

(d)脆性き裂の進展経路を微細に屈曲させて破面の凹凸を増加させることは、脆性き裂の伝播抵抗を増大させることにつながるので、アレスト特性の向上に極めて効果的である。   (D) Increasing the unevenness of the fracture surface by finely bending the propagation path of the brittle crack leads to an increase in the propagation resistance of the brittle crack, which is extremely effective in improving the arrest characteristics.

(e)Z方向に進展する脆性き裂の進展経路を微細に屈曲させるためには、鋼中介在物の扁平化が効果的であり、特に、MnSなどの圧延により薄く引き延ばされる介在物をL方向とC方向に等しく扁平化していることが望ましい。これは、前記の方向のうちどちらか一方向のみに引き延ばされた形であれば、破面の屈曲は大きくはならないからである。そして、MnSなどの圧延により薄く引き延ばされる介在物をL方向とC方向に等しく扁平化させるための具体的な製造条件としては、圧延開始前の鋼塊の幅W0(mm)と圧延後の最終形状の厚肉鋼板の板幅W1(mm)の比であるW1/W0が1.40以上であることが望ましい。
(E) In order to bend the path of a brittle crack that propagates in the Z direction, it is effective to flatten inclusions in the steel. In particular, inclusions that are thinly stretched by rolling such as MnS are used. It is desirable that the film is flattened equally in the L direction and the C direction. This is because the bending of the fracture surface does not increase if the shape is extended in only one of the above directions. And as concrete manufacturing conditions for flattening the inclusion thinly stretched by rolling such as MnS equally in the L direction and the C direction, the width W0 (mm) of the steel ingot before the rolling start and the after rolling It is desirable that W1 / W0, which is the ratio of the plate width W1 (mm) of the final thick steel plate, is 1.40 or more.

(f)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1/4位置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8000N/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。 (F) 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 a fine graining effect due to 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 tendency for the Charpy impact characteristics at the center of the plate thickness to become worse than the Charpy impact characteristics at the position of the plate thickness 1/4 of the thick steel plate or the surface layer portion becomes significant. 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 8000 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.

(g)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、適切な焼入れ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、その焼入れ性の指標としては次の(1)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。
Ceq=C+(Mn/6)+(Cu/15)+(Ni/15)+(Cr/5)+(Mo/5)+(V/5)・・・(1)。
ただし、(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。
(G) Therefore, the present inventors deviated from the 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 the high-strength thick steel plate) In order to realize (TS), it is necessary to control to a chemical component having an appropriate hardenability, and as an index of the hardenability, the carbon equivalent Ceq represented by the following formula (1) is used. It has been found that it can be used, and its carbon equivalent Ceq needs to be 0.32 to 0.40.
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.

(h)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。   (H) 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 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)が次の(2)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。
t×exp(Tr3/270000000)≦580・・・(2)。
ここで、tは鋼塊の加熱時間(h)を、そして、Trは加熱温度(℃)を、それぞれ表す。
Specifically, in the heating process of the steel ingot which is the material of the thick steel plate, the steel ingot is such that the heating temperature Tr (° C.) and the heating time t (h) of the steel ingot satisfy the following formula (2). It is preferable to lower the temperature and shorten the time by heating.
t × exp (Tr 3/270000000 ) ≦ 580 ··· (2).
Here, t represents the heating time (h) of the steel ingot, and Tr represents the heating temperature (° C.).

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.

(i)次に、圧延後に得られる厚肉鋼板の板厚中心部の有効結晶粒の粒径が25μm以下であることが、高強度厚肉鋼板の靱性の向上にとって有効なことを見出した。ここで、既に述べたように「有効結晶粒」とは、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意味する。   (I) Next, it has been found that it is effective for improving the toughness of the high-strength thick-walled steel sheet that the effective crystal grain size in the central part of the thickness of the thick-walled steel sheet obtained after rolling is 25 μm or less. Here, as described above, 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.

なお、「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指す。   The “grain size of effective crystal grains” refers to the diameter of a circle having an area equivalent to the area of effective crystal grains.

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、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 thickness of the effective crystal grain 25 μm or less at the center of the thickness of the thick steel plate obtained after rolling, lowering the rolling temperature is effective, and the adjustment plate thickness, Control of rolling temperature and finish rolling temperature is effective. 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、次の(4)式および(5)式を満足するように圧延することが好ましい。
A−1.5G≧0・・・(4)、
B−C−20−(1400/G)≦0・・・(5)。
ここで、Aは圧延途中の任意の厚み(mm)を、BはAにおける圧延温度(℃)を、Cは仕上圧延温度(℃)を、そして、Gは最終形状の厚肉鋼板の板厚(mm)を、それぞれ表す。
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. It is preferable to perform rolling so that the rolling temperature C (° C.) satisfies the following formulas (4) and (5).
A-1.5G ≧ 0 (4),
BC-20- (1400 / G) ≦ 0 (5).
Here, A is an arbitrary thickness (mm) during rolling, B is the rolling temperature (° C.) in A, C is the finish rolling temperature (° C.), and G is the thickness of the thick steel plate in the final shape. (Mm) is represented respectively.

(j)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、次の(6)式および(7)式を満足するように水冷を行うことが好ましい。
E−500≦0・・・(6)、
F−2≧0・・・(7)。
ここで、Eは水冷停止温度(℃)を、そして、Fは板厚中心部における水冷中の平均冷却速度F(℃/s)を、それぞれ表す。
(J) Furthermore, control of the cooling rate and cooling stop temperature in the cooling process 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 It is preferable to perform water cooling so as to satisfy the following formulas (6) and (7).
E-500 ≦ 0 (6),
F-2 ≧ 0 (7).
Here, E represents the water cooling stop temperature (° C.), and F represents the average cooling rate F (° C./s) during water cooling at the center of the plate thickness.

(k)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。 (K) 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.

(l)このように、板厚中心部で有効結晶粒の粒径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有効結晶粒の粒径が粗大化しているものは、前記(c)の〔Nz/Nc〕が1.05以上である場合でも靱性は悪くなる。   (L) Thus, the steel sheet in which the refinement of the effective crystal grain size 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 heating rolling conditions are inadequate and the grain size of the effective crystal grains in the central portion of the plate thickness is coarse, the toughness is poor even when [Nz / Nc] in (c) is 1.05 or more. Become.

本発明に係るZ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 the arresting property in the Z direction and the manufacturing method thereof 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Z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Z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 excellent in the Z-direction arrest characteristics shown in (7) and (8) and the high-strength thick steel plates excellent in the Z-direction arrest characteristics shown in (1) to (6) below. It exists in the manufacturing method of a high strength thick steel plate.

(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を満たし、残部はFeおよび不純物からなる化学組成を有し、板厚中心部のC断面における有効結晶粒の粒径が25μm以下であり、かつC断面における板厚1/4位置を中心として、Z方向で特定長さを有する任意の直線と交差する有効結晶粒の粒界数NzとC方向で前記と同じ特定長さを有する任意の直線と交差する有効結晶粒の粒界数Ncとの比Nz/Ncが1.05以上であることを特徴とするZ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)。
ただし、(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、C断面、有効結晶粒、有効結晶粒の粒径、板厚1/4位置、Z方向およびC方向の意味は、それぞれ次に示すとおりである。
C断面:厚肉鋼板の圧延方向に垂直な断面、
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、
Z方向:厚肉鋼板の表面と裏面を結ぶ方向、
C方向:厚肉鋼板の圧延方向およびZ方向に対して直角の方向。
(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 a carbon equivalent Ceq represented by the following formula (1) is 0.00. 32 to 0.40 is satisfied, the remainder has a chemical composition composed of Fe and impurities, the effective crystal grain size in the C section at the center of the plate thickness is 25 μm or less, and the plate thickness in the C section is ¼. The number of grain boundaries Nz of effective crystal grains intersecting with an arbitrary straight line having a specific length in the Z direction centering on the position and the grain of effective crystal grains intersecting with an arbitrary straight line having the same specific length as described above in the C direction The ratio Nz / Nc to the number of fields Nc is 1.05 or more, and is excellent in the arrest characteristics in the Z direction. Strength thick steel plate.
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 meanings of the C cross section, effective crystal grains, effective crystal grain diameter, 1/4 thickness position, Z direction and C direction are as follows.
C cross section: a cross section perpendicular to the rolling direction of the thick steel plate,
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,
Z direction: direction connecting the front and back surfaces of a thick steel plate,
C direction: direction perpendicular to the rolling direction of the thick steel plate and the Z direction.

(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Z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 characteristics in the Z direction according to the above (1), 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Z方向のアレスト特性に優れた高強度厚肉鋼板。   (3) Z as described in (1) or (2) above, further comprising one or two elements out of elements of Cu: 2% or less and Cr: 1% or less by mass%. High-strength thick steel plate with excellent orientation characteristics.

(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Z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 excellent in the arrest characteristics in the Z direction according to any one of (1) to (3) above.

(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Z方向のアレスト特性に優れた高強度厚肉鋼板。   (5) High strength excellent in the arrest property in the Z direction according to any one of (1) to (4) above, characterized by containing, by mass%, Ti: 0.1% or less 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Z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%. The high-strength thick steel plate excellent in the arrest characteristics in the Z 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Z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)が次の(2)式を満足するように鋼塊を加熱する工程。

t×exp(Tr3/270000000)≦580・・・(2)。

ここで、tは鋼塊の加熱時間(h)を、そして、Trは加熱温度(℃)を、それぞれ表す。

[工程2]圧延開始前の鋼塊の幅W0(mm)、圧延後の最終形状の厚肉鋼板の板幅W1(mm)、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、次の(3)〜(5)式を全て満足するように圧延する工程。
W1/W0≧1.40・・・(3)、
A−1.5G≧0・・・(4)、
B−C−20−(1400/G)≦0・・・(5)。

ここで、W0は圧延開始前の鋼塊の幅(mm)を、W1は圧延後の最終形状の厚肉鋼板の板幅(mm)を、Aは圧延途中の任意の厚み(mm)を、BはAにおける圧延温度(℃)を、Cは仕上圧延温度(℃)を、そして、Gは最終形状の厚肉鋼板の板厚(mm)を、それぞれ表す。

[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、次の(6)式および(7)式を満足するように水冷を行う工程。

E−500≦0・・・(6)、
F−2≧0・・・(7)。

ここで、Eは水冷停止温度(℃)を、そして、Fは板厚中心部における水冷中の平均冷却速度F(℃/s)を、それぞれ表す。
(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 the Z direction: A manufacturing method for high-strength thick steel plates with excellent arrest properties.

[Step 1] A step of heating the ingot so that the heating temperature Tr (° C.) and the heating time t (h) of the ingot satisfy the following expression (2).

t × exp (Tr 3/270000000 ) ≦ 580 ··· (2).

Here, t represents the heating time (h) of the steel ingot, and Tr represents the heating temperature (° C.).

[Step 2] Rolling temperature B (° C.) at the width W0 (mm) of the steel ingot before the start of rolling, the width W1 (mm) of the thick steel plate of the final shape after rolling, and the arbitrary thickness A (mm) during rolling ) And the final rolling temperature C (° C.) at the time of finishing to the thickness G (mm) of the thick steel plate of the final shape by rolling so that all the following formulas (3) to (5) are satisfied. Process.
W1 / W0 ≧ 1.40 (3),
A-1.5G ≧ 0 (4),
BC-20- (1400 / G) ≦ 0 (5).

Here, W0 is the width (mm) of the steel ingot before the start of rolling, W1 is the plate width (mm) of the thick steel plate of the final shape after rolling, A is the arbitrary thickness (mm) during rolling, B represents the rolling temperature (° C.) in A, C represents the finish rolling temperature (° C.), and G represents the thickness (mm) of the thick steel plate of the final shape.

[Step 3] Water cooling is performed so that 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 satisfy the following formulas (6) and (7). Process.

E-500 ≦ 0 (6),
F-2 ≧ 0 (7).

Here, E represents the water cooling stop temperature (° C.), and F represents the average cooling rate F (° C./s) during water cooling at the center of the plate thickness.

(8)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1〜4によって、加熱し、圧延し、冷却し、焼戻すことを特徴とするZ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)が次の(2)式を満足するように鋼塊を加熱する工程。

t×exp(Tr3/270000000)≦580・・・(2)。

ここで、tは鋼塊の加熱時間(h)を、そして、Trは加熱温度(℃)を、それぞれ表す。

[工程2]圧延開始前の鋼塊の幅W0(mm)、圧延後の最終形状の厚肉鋼板の板幅W1(mm)、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、次の(3)〜(5)式を全て満足するように圧延する工程。
W1/W0≧1.40・・・(3)、
A−1.5G≧0・・・(4)、
B−C−20−(1400/G)≦0・・・(5)。

ここで、W0は圧延開始前の鋼塊の幅(mm)を、W1は圧延後の最終形状の厚肉鋼板の板幅(mm)を、Aは圧延途中の任意の厚み(mm)を、BはAにおける圧延温度(℃)を、Cは仕上圧延温度(℃)を、そして、Gは最終形状の厚肉鋼板の板厚(mm)を、それぞれ表す。

[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、次の(6)式および(7)式を満足するように水冷を行う工程。

E−500≦0・・・(6)、
F−2≧0・・・(7)。

ここで、Eは水冷停止温度(℃)を、そして、Fは板厚中心部における水冷中の平均冷却速度F(℃/s)を、それぞれ表す。

[工程4]Ac1点以下の温度で焼戻す工程。
(8) A steel ingot having the chemical composition according to any one of (1) to (6) is heated, rolled, cooled, and tempered by the following steps 1 to 4. A method for producing a high-strength thick steel plate with excellent arrest characteristics in the Z direction.

[Step 1] A step of heating the ingot so that the heating temperature Tr (° C.) and the heating time t (h) of the ingot satisfy the following expression (2).

t × exp (Tr 3/270000000 ) ≦ 580 ··· (2).

Here, t represents the heating time (h) of the steel ingot, and Tr represents the heating temperature (° C.).

[Step 2] Rolling temperature B (° C.) at the width W0 (mm) of the steel ingot before the start of rolling, the width W1 (mm) of the thick steel plate of the final shape after rolling, and the arbitrary thickness A (mm) during rolling ) And the final rolling temperature C (° C.) at the time of finishing to the thickness G (mm) of the thick steel plate of the final shape by rolling so that all the following formulas (3) to (5) are satisfied. Process.
W1 / W0 ≧ 1.40 (3),
A-1.5G ≧ 0 (4),
BC-20- (1400 / G) ≦ 0 (5).

Here, W0 is the width (mm) of the steel ingot before the start of rolling, W1 is the plate width (mm) of the thick steel plate of the final shape after rolling, A is the arbitrary thickness (mm) during rolling, B represents the rolling temperature (° C.) in A, C represents the finish rolling temperature (° C.), and G represents the thickness (mm) of the thick steel plate of the final shape.

[Step 3] Water cooling is performed so that 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 satisfy the following formulas (6) and (7). Process.

E-500 ≦ 0 (6),
F-2 ≧ 0 (7).

Here, E represents the water cooling stop temperature (° C.), and F represents the average cooling rate F (° C./s) during water cooling at the center of the plate thickness.

[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Z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Z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 sheet having excellent Z-direction arrest characteristics shown in the above (1) to (6) and the high-strength thick-walling having excellent Z-direction arrest characteristics shown in (7) and (8) The inventions relating to the method for producing steel sheets 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Z方向のアレスト特性に優れた高強度厚肉鋼板は、工業的な規模での生産が容易であり、−10℃において8000N/mm1.5以上のZ方向アレスト特性を有し、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、大型コンテナ船を始めとする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Z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 with excellent Z-direction arrest characteristics according to the present invention is easy to produce on an industrial scale, has a Z-direction arrest characteristic of 8000 N / mm 1.5 or more at −10 ° C., and is brittle. Since it is possible to prevent the entire structure from collapsing even when a crack occurs, it can be used as a material for various steel structures, particularly commercial vessels such as large container ships. And the high-strength thick steel plate excellent in the arrest property of this Z direction can be manufactured by the method of this invention.

以下に、本発明の各要件について詳しく説明する。ここで、化学組成を表す「%」は、特に断らない限り、「質量%」を意味する。   Below, each requirement of this invention is demonstrated in detail. Here, “%” representing the chemical composition means “mass%” unless otherwise specified.

(A)化学組成について:
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。
(A) About chemical composition:
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%.

なお、Cの含有量は、上記の範囲において、前記の(1)式で示される炭素当量Ceq、すなわち、〔C+(Mn/6)+(Cu/15)+(Ni/15)+(Cr/5)+(Mo/5)+(V/5)〕の値が0.32〜0.40をも満たすようにする必要がある。このことについては後述する。   In the above range, the C content is the carbon equivalent Ceq represented by the above formula (1), that is, [C + (Mn / 6) + (Cu / 15) + (Ni / 15) + (Cr / 5) + (Mo / 5) + (V / 5)] must satisfy 0.32 to 0.40. This will be described later.

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%とすればさらに一層好ましい。   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含有量の好ましい範囲は0.6〜1.6%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%. A preferable range of the Mn content is 0.6 to 1.6%.

なお、後述するように、Mnの含有量は、上記の範囲において、前記の(1)式で示される炭素当量Ceq、すなわち、〔C+(Mn/6)+(Cu/15)+(Ni/15)+(Cr/5)+(Mo/5)+(V/5)〕の値が0.32〜0.40をも満たすようにする必要がある。   As will be described later, the content of Mn is within the above range, the carbon equivalent Ceq represented by the above formula (1), that is, [C + (Mn / 6) + (Cu / 15) + (Ni / 15) + (Cr / 5) + (Mo / 5) + (V / 5)] must satisfy 0.32 to 0.40.

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、焼入れ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 refining the structure, improving toughness, improving hardenability, and increasing the strength by precipitation hardening. Especially, Nb 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%.

本発明においては、残部は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こともある。   In the present invention, the balance is composed of Fe, but other impurities may be included due to various factors in the manufacturing process.

なお、本発明のZ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、下記第1群から第5群までの中から選ばれた1種または2種以上の元素を含有させることができる。   In addition, the high-strength thick steel plate excellent in the arrest property in the Z direction of the present invention may further include one or more elements selected from the following first group to fifth group as necessary. It can be included.

第1群:Ni:1%以下、
第2群:Cu:2%以下およびCr:1%以下の元素のうち1種または2種、
第3群: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、
第4群:Ti:0.1%以下、
第5群: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。
First group: Ni: 1% or less,
Second group: Cu: 1% or less of elements of 2% or less and Cr: 1% or less,
Third group: Mo: 0.5% or less, V: 0.1% or less, and B: 0.005% or less, one or more elements,
Group 4: Ti: 0.1% or less,
Group 5: Ca: 0.004% or less, Mg: 0.002% or less, and REM: 0.002% or less, one or more elements.

すなわち、前記第1群から第5群のグループのうちの元素の1種または2種以上を任意元素として含有させてもよい。   That is, one or more elements of the first to fifth groups may be included as optional elements.

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.

第1群:Ni:1%以下
Niを含有させると、鋼板のアレスト特性を向上させることができる。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の含有量を1%以下とする。含有させる場合のNiの好ましい含有量は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。
First group: Ni: 1% or less When Ni is contained, the arrest characteristics of the steel sheet can be improved. However, the content of Ni becomes a cost increase factor. For this reason, content of Ni in the case of making it contain shall be 1% or less. When Ni is contained, the preferable content of Ni 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、後述するように、Niの含有量は、上記の範囲において、前記の(1)式で示される炭素当量Ceq、すなわち、〔C+(Mn/6)+(Cu/15)+(Ni/15)+(Cr/5)+(Mo/5)+(V/5)〕の値が0.32〜0.40をも満たすようにする必要がある。   As will be described later, the content of Ni is within the above range, the carbon equivalent Ceq represented by the above formula (1), that is, [C + (Mn / 6) + (Cu / 15) + (Ni / 15) + (Cr / 5) + (Mo / 5) + (V / 5)] must satisfy 0.32 to 0.40.

第2群:Cu:2%以下およびCr:1%以下の元素のうち1種または2種
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。
Group 2: Cu: 2% or less and Cr: 1% or less of elements of 1% or less Cu and Cr have the effect of increasing the strength. Therefore, in order to obtain this effect, the above elements are included. Also good. Hereinafter, the above Cu and Cr will be described in detail.

Cu:2%以下
Cuを含有させると、靱性を劣化させずに強度を向上させることができる。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の含有量は2%以下とする。含有させる場合のCu含有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 When Cu is contained, strength can be improved 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, if Cu is included, the content of Cu is 2% or less. The upper limit with preferable Cu content 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.

Cuの含有量は、上記の範囲において、前記の(1)式で示される炭素当量Ceq、すなわち、〔C+(Mn/6)+(Cu/15)+(Ni/15)+(Cr/5)+(Mo/5)+(V/5)〕の値が0.32〜0.40をも満たすようにする必要がある。このことについては後述する。   In the above range, the Cu content is the carbon equivalent Ceq represented by the above formula (1), that is, [C + (Mn / 6) + (Cu / 15) + (Ni / 15) + (Cr / 5). ) + (Mo / 5) + (V / 5)] must satisfy 0.32 to 0.40. This will be described later.

Cr:1%以下
Crを含有させると、強度を上昇させることができる。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の含有量は1%以下とする。含有させる場合のCr含有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 When Cr is contained, the strength can be increased. 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 Cr content when contained is 1% or less. The upper limit with preferable Cr content 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.

Crの含有量についても、後述するように、上記の範囲において、前記の(1)式で示される炭素当量Ceq、すなわち、〔C+(Mn/6)+(Cu/15)+(Ni/15)+(Cr/5)+(Mo/5)+(V/5)〕の値が0.32〜0.40をも満たすようにする必要がある。   Regarding the Cr content, as described later, within the above range, the carbon equivalent Ceq represented by the above formula (1), that is, [C + (Mn / 6) + (Cu / 15) + (Ni / 15) ) + (Cr / 5) + (Mo / 5) + (V / 5)] needs to satisfy 0.32 to 0.40.

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。   In addition, said Cu and Cr can be contained only in any 1 type in them, or 2 types of composite.

第3群: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
Mo、VおよびBは、焼入れ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。
Group 3: Mo: 0.5% or less, V: 0.1% or less, and B: 0.005% or less, one or more elements Mo, V, and B improve hardenability and strength In order to obtain these effects, the above elements may be included. Hereinafter, the above Mo, V and B will be described in detail.

Mo:0.5%以下
Moを含有させると、焼入れ性および強度を向上させることができる。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の含有量は0.5%以下とする。含有させる場合のMo含有量の好ましい上限は0.3%である。なお、Moによる焼入れ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 When Mo is contained, hardenability and strength can be improved. 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 Mo content in the case of inclusion is 0.5% or less. The upper limit with preferable Mo content 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 Mo 0.02% or more.

なお、後述するように、Moの含有量は、上記の範囲において、前記の(1)式で示される炭素当量Ceq、すなわち、〔C+(Mn/6)+(Cu/15)+(Ni/15)+(Cr/5)+(Mo/5)+(V/5)〕の値が0.32〜0.40をも満たすようにする必要がある。   As will be described later, the content of Mo is within the above range, the carbon equivalent Ceq represented by the above formula (1), that is, [C + (Mn / 6) + (Cu / 15) + (Ni / 15) + (Cr / 5) + (Mo / 5) + (V / 5)] must satisfy 0.32 to 0.40.

V:0.1%以下
Vを含有させると、焼入れ性の向上および析出硬化による強度の向上に有効となる。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の含有量は0.1%以下とする。含有させる場合のV含有量の好ましい上限は0.06%である。なお、Vによる焼入れ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 is effective for improving the hardenability and improving the strength by precipitation hardening. However, if the V content exceeds 0.1%, the toughness is significantly deteriorated. For this reason, when V is contained, the content of V is set to 0.1% or less. The upper limit with preferable V content 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.

なお、Vの含有量についても、上記の範囲において、前記の(1)式で示される炭素当量Ceq、すなわち、〔C+(Mn/6)+(Cu/15)+(Ni/15)+(Cr/5)+(Mo/5)+(V/5)〕の値が0.32〜0.40をも満たすようにする必要がある。   In addition, also about content of V, in said range, carbon equivalent Ceq shown by said Formula (1), ie, [C + (Mn / 6) + (Cu / 15) + (Ni / 15) + ( The value of (Cr / 5) + (Mo / 5) + (V / 5)] needs to satisfy 0.32 to 0.40.

B:0.005%以下
Bを含有させると、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れ性が向上する。また、強度を高めることができる。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の含有量は0.005%以下とする。含有させる場合のB含有量の好ましい上限は0.0015%である。なお、Bによる焼入れ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 When B is contained, the ferrite transformation from the austenite grain boundary is suppressed, and the hardenability is improved. Further, the strength can be increased. However, if the B content exceeds 0.005%, the toughness deteriorates. Therefore, when B is included, the B content is 0.005% or less. The upper limit with preferable B content in the case of making it contain is 0.0015%. In order to ensure the effect of improving the 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。   In addition, said Mo, V, and B can be contained only in any 1 type in them, or 2 or more types of composites.

第4群:Ti:0.1%以下
Tiを含有させると、酸化物粒子の構成元素として有効となり、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のに有効となる。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の含有量は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。
Group 4: Ti: 0.1% or less When Ti is contained, it is effective as a constituent element of oxide particles, and is effective in preventing cracking of a steel ingot produced by continuous casting by increasing high temperature ductility. Become. However, if the Ti content exceeds 0.1%, TiC is generated and the toughness is deteriorated. For this reason, when Ti is contained, the content of Ti is set to 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.

第5群: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
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。
Group 5: Ca: 0.004% or less, Mg: 0.002% or less, and REM: 0.002% or less, one or more elements Ca, Mg, and REM are inclusion shape control effects In order to obtain this effect, the above elements may be included. Hereinafter, the above Ca, Mg, and REM will be described in detail.

Ca:0.004%以下
Caを含有させると、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の含有量は0.004%以下とする。含有させる場合のCa含有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 When Ca is contained, it has an effect of controlling the shape 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, content of Ca in the case of making it contain shall be 0.004% or less. The upper limit with preferable Ca content 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を含有させると、介在物の形態制御効果を有する。具体的には、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が向上する。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、鋼の清浄度を大きく低下させる。したがって、含有させる場合のMg含有量は0.002%以下とする。含有させる場合のMg含有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 When Mg is contained, it has a form control effect of inclusions. Specifically, the dispersion density of the fine oxide can be increased, thereby improving the toughness of the weld heat affected zone. However, if the Mg content exceeds 0.002%, fine oxides cannot be obtained, and the cleanliness of the steel is greatly reduced. Therefore, when Mg is contained, the Mg content is set to 0.002% or less. The upper limit with preferable Mg content 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を含有させると、介在物の形態制御効果を有する。具体的には、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が向上する。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、鋼の清浄度を大きく低下させる。このため、含有させる場合のREMの含有量は0.002%以下とする。含有させる場合のREM含有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 When REM is contained, the inclusion has a shape control effect. Specifically, the dispersion density of the fine oxide can be increased, thereby improving the toughness of the weld heat affected zone. Moreover, the effect of fixing excess S as a sulfide can also be obtained by including REM. However, if the content of REM exceeds 0.002%, fine oxides cannot be obtained, and the cleanliness of the steel is greatly reduced. For this reason, the content of REM in the case of making it contain shall be 0.002% or less. The upper limit with preferable REM content 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、ミッシュメタルとして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 making REM contain in molten steel, before making Al contain in molten steel, you may isolate | separate into each REM element and make it contain in steel, and the state mixed as misch metal And may be contained in the steel.

Ceqの値:0.32〜0.40%
本発明で規定す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。したがって、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、適切な焼入れ性を有していることが必要である。
Ceq value: 0.32 to 0.40%
Since the high-strength thick steel plate defined in the present invention is used as a strength member, it needs to have sufficient strength as a standard material. Therefore, it is necessary that the chemical composition of the high-strength thick steel plate not only satisfies each specified range but also has an appropriate hardenability.

高強度厚肉鋼板の焼入れ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る。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)で規定されている炭素当量式を用いることができる。すなわち、次の(1)式で示される炭素当量Ceqを用いて整理することができる。
Ceq=C+(Mn/6)+(Cu/15)+(Ni/15)+(Cr/5)+(Mo/5)+(V/5)・・・(1)。
ただし、(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。
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 having a tensile strength of 490 MPa or more, a carbon equivalent formula defined by IIW (International Welding Association) can be used. That is, it can be arranged using the carbon equivalent Ceq represented by the following formula (1).
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.

この炭素当量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き入れ性が過大となり特に、溶接熱影響部の靭性を顕著に損ねる。したがって、炭素当量Ceqを0.32〜0.40%と規定する。なお、炭素当量Ceqの好ましい範囲は0.32〜0.38%である。   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. Significantly damaged. Therefore, the carbon equivalent Ceq is defined as 0.32 to 0.40%. In addition, the preferable range of carbon equivalent Ceq is 0.32-0.38%.

上記の理由から、本発明(1)に係るZ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を満たし、残部はFeおよび不純物からなる化学組成を有することと規定した。   For the above reasons, the high-strength thick steel plate having excellent arrest characteristics in the Z direction according to the present invention (1) contains the elements from C to Nb in the above-mentioned range, and is represented by the above formula (1). The carbon equivalent Ceq was 0.32 to 0.40, and the balance was defined as having a chemical composition composed of Fe and impurities.

また、本発明(2)に係るZ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Z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。   Moreover, the high-strength thick steel plate excellent in the arrest property in the Z direction according to the present invention (2) is further added to the high-strength thick steel plate excellent in the arrest property in the Z direction according to the present invention (1). % Or less was specified.

同様に、本発明(3)に係るZ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Z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 excellent in the Z-direction arrest properties according to the present invention (3) is the high-strength thick steel plate excellent in the Z-direction arrest properties of the present invention (1) or (2). Furthermore, it was specified that one or two elements out of Cu: 2% or less and Cr: 1% or less were contained.

本発明(4)に係るZ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Z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 excellent in the arrest property in the Z direction according to the present invention (4) is a high-strength thick steel plate excellent in the arrest property in any Z direction from the present invention (1) to (3). Furthermore, it was specified that one or more elements of Mo: 0.5% or less, V: 0.1% or less, and B: 0.005% or less were contained.

本発明(5)に係るZ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Z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 arresting property in the Z direction according to the present invention (5) is one of the high-strength thick steel plates excellent in the arresting property in the Z direction from the present invention (1) to (4). Furthermore, it was specified that Ti: 0.1% or less was contained.

本発明(6)に係るZ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Z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 Z direction according to the present invention (6) is any one of the high-strength thick steel plates excellent in the arrest characteristics in the Z direction from the present invention (1) to (5). Furthermore, it was specified that one or more elements of Ca: 0.004% or less, Mg: 0.002% or less, and REM: 0.002% or less were contained.

(B)板厚中心部のC断面における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C断面における有効結晶粒の粒径が25μm以下の場合に向上することがわかった。
(B) About the grain size of the effective crystal grains in the C cross section at the center of the plate thickness:
It was found that the toughness of the high-strength thick steel plate is improved when the grain size of effective crystal grains in the C cross section at the center of the thickness of the thick steel plate obtained after rolling is 25 μm or less.

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Z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、板厚中心部における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 Z direction according to the present invention, it is defined that the effective crystal grain size at the central portion of the plate thickness is 25 μm or less.

(C)C断面における板厚1/4位置を中心とした部位での〔Nz/Nc〕について:
Z方向の有効結晶粒の粒径が小さい場合、Z方向のアレスト特性を向上させることができる。これは、有効結晶粒内ではき裂が劈開破壊によって進展するのに対し、粒界ではテアリッジと称される延性破壊領域が存在し、き裂伝播抵抗の増加をもたらすためである。組織の微細化による脆性き裂伝播抵抗の向上は基本的にこのようなメカニズムであると考えられている。
(C) About [Nz / Nc] at a portion centered at a position of 1/4 of the plate thickness in the C cross section:
When the effective grain size in the Z direction is small, the arrest characteristics in the Z direction can be improved. This is because a crack progresses by cleavage fracture within the effective crystal grains, whereas a ductile fracture region called tear ridge exists at the grain boundary, leading to an increase in crack propagation resistance. Improvement of brittle crack propagation resistance due to microstructure refinement is considered to be basically this mechanism.

そして、本発明者らの検討によって、C断面における板厚1/4位置を中心として、Z方向で特定長さを有する任意の直線と交差する有効結晶粒の粒界数NzとC方向で前記と同じ特定長さを有する任意の直線と交差する有効結晶粒の粒界数Ncとの比Nz/Ncが1.05以上である場合に確実にZ方向のアレスト特性を向上させることができることが明らかになった。   According to the study by the present inventors, the number of grain boundaries Nz of effective crystal grains intersecting with an arbitrary straight line having a specific length in the Z direction with the plate thickness 1/4 position in the C cross section as the center, and the C direction. When the ratio Nz / Nc to the number of grain boundaries Nc of the effective crystal grains intersecting an arbitrary straight line having the same specific length as Nz / Nc is 1.05 or more, the arrest characteristics in the Z direction can be reliably improved. It was revealed.

したがって、本発明のZ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、前記の〔Nz/Nc〕が1.05以上であることと規定した。   Therefore, in the high-strength thick steel plate excellent in the arresting property in the Z direction of the present invention, the above [Nz / Nc] is defined as 1.05 or more.

なお、Z方向とC方向においてそれぞれ、各長さが200μmである4本以上の同数の直線と交差する有効結晶粒の粒界数を求めれば、測定位置のバラツキを排除することが可能である。   If the number of grain boundaries of effective crystal grains intersecting the same number of four or more straight lines each having a length of 200 μm in each of the Z direction and the C direction is obtained, it is possible to eliminate variations in measurement positions. .

なお、これまでに述べた本発明(1)〜(6)に係るZ方向のアレスト特性に優れた高強度厚肉鋼板は、例えば、本発明(7)あるいは本発明(8)の製造方法によって製造することができる。   In addition, the high-strength thick steel plate excellent in the arrest property in the Z direction according to the present inventions (1) to (6) described so far can be obtained, for example, by the production method of the present invention (7) or the present invention (8). Can be manufactured.

(D)製造条件について
以下に詳述する製造条件は、上述の表面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。
(D) Manufacturing conditions The manufacturing conditions described in detail below are one of the methods for economically and efficiently realizing the above-described high-strength thick steel plate having excellent surface-direction arrest characteristics. The technical scope of itself is not defined by this manufacturing condition.

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、最終組織の結晶粒粗大化に繋がってしまう。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, leading to coarsening of crystal grains in the final structure. 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、次の(2)式の規定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わかった。   When the above equivalence is experimentally clarified, in the heating step of the steel ingot which is the material of the thick steel plate, the heating temperature Tr (° C.) and the heating time t (h) of the steel ingot are the following (2 It has been found that satisfying the expression (1) is preferable as a condition for producing an economically excellent thick high arrested steel sheet.

t×exp(Tr3/270000000)≦580・・・(2)。
ここで、tは鋼塊の加熱時間(h)を、そして、Trは加熱温度(℃)を、それぞれ表す。
t × exp (Tr 3/270000000 ) ≦ 580 ··· (2).
Here, t represents the heating time (h) of the steel ingot, and Tr represents the heating temperature (° C.).

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 ) ] above is preferably 50 or more to avoid inhibition of rolling efficiency due to an increase in deformation resistance.

次に、鋼板の熱間圧延時のいわゆる「幅出し比」は、介在物の形状制御を通じて表面方向のアレスト特性に大きな影響を及ぼす。   Next, the so-called “bending ratio” at the time of hot rolling of a steel plate has a great influence on the arrest characteristics in the surface direction through shape control of inclusions.

すなわち、脆性き裂の進展経路を微細に屈曲させて破面の凹凸を増加させることは、脆性き裂の伝播抵抗を増大させることにつながるので、アレスト特性の向上に極めて効果的である。   That is, finely bending the propagation path of the brittle crack to increase the unevenness of the fracture surface leads to an increase in the propagation resistance of the brittle crack, which is extremely effective in improving the arrest characteristics.

そして、Z方向に進展する脆性き裂の進展経路を微細に屈曲させるためには、鋼中介在物の扁平化が効果的であり、特に、MnSなどの圧延により薄く引き延ばされる介在物をL方向とC方向に等しく扁平化していることが望ましい。これは、前記の方向のうちどちらか一方向のみに引き延ばされた形であれば、破面の屈曲は大きくはならないからである。   And in order to bend the path of the brittle crack that propagates in the Z direction finely, it is effective to flatten the inclusions in the steel. Desirably flattened in the direction and C direction. This is because the bending of the fracture surface does not increase if the shape is extended in only one of the above directions.

MnSなどの圧延により薄く引き延ばされる介在物をL方向とC方向に等しく扁平化させるための具体的な製造条件としては、圧延開始前の鋼塊の幅W0(mm)と圧延後の最終形状の厚肉鋼板の板幅W1(mm)の比であるW1/W0(幅出し比)を1.40以上とすることが好ましい。すなわち、前記のW1/W0が、次の(3)式を満足するように圧延することが好ましい。
Specific manufacturing conditions for flattening the inclusions thinly rolled by rolling such as MnS equally in the L direction and the C direction include the width W0 (mm) of the steel ingot before rolling and the final shape after rolling. It is preferable that W1 / W0 (breadth ratio) which is the ratio of the plate width W1 (mm) of the thick steel plate is 1.40 or more. That is, rolling is preferably performed so that the aforementioned W1 / W0 satisfies the following expression (3).

W1/W0≧1.40・・・(3)

ここで、W0は圧延開始前の鋼塊の幅(mm)を、W1は圧延後の最終形状の厚肉鋼板の板幅(mm)を、それぞれ表す。
W1 / W0 ≧ 1.40 (3)

Here, W0 represents the width (mm) of the steel ingot before the start of rolling, and W1 represents the sheet width (mm) of the thick steel plate having the final shape after rolling.

なお、上記のW1/W0は、圧延形状の乱れによる歩留まり悪化を回避するため4以下とすることが好ましい。
The above W1 / W0 is preferably set to 4 or less in order to avoid the yield deterioration due to the disordered rolling shape.

次に、厚肉高アレスト鋼板を経済的に得る方法としては、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組織の微細化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 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 finer structure 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、次の(4)式および(5)式を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, It is rolling so that the finish rolling temperature C (° C.) at the time of finishing to the thickness G (mm) of the thick steel plate of the final shape by the final rolling satisfies the following formulas (4) and (5). .

A−1.5G≧0・・・(4)、
B−C−20−(1400/G)≦0・・・(5)。
ここで、Aは圧延途中の任意の厚み(mm)を、BはAにおける圧延温度(℃)を、Cは仕上圧延温度(℃)を、そして、Gは最終形状の厚肉鋼板の板厚(mm)を、それぞれ表す。
A-1.5G ≧ 0 (4),
BC-20- (1400 / G) ≦ 0 (5).
Here, A is an arbitrary thickness (mm) during rolling, B is the rolling temperature (° C.) in A, C is the finish rolling temperature (° C.), and G is the thickness of the thick steel plate in the final shape. (Mm) is represented respectively.

上記(4)式および(5)式の両方ともを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、板厚中心部の最終組織における組織サイズが粗大化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。   When both of the above formulas (4) and (5) are not satisfied, the dislocation density before ferrite transformation is insufficient, and the structure size in the final structure at the center of the plate thickness becomes coarse. Thick high arrested steel plates cannot be obtained well.

なお、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, in order to avoid the fall of rolling efficiency, it is preferable to set the value of [A-1.5G] in said (4) Formula to 5 or less.

また、(5)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。   Further, the value of [BC-20- (1400 / G) 1.5G] in the formula (5) 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、次の(6)式および(7)式を満足するように水冷を行うのが好ましい。   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 is performed so that the water cooling stop temperature E (° C.) and the average cooling rate F (° C./s) during the water cooling at the central portion of the plate thickness satisfy the following equations (6) and (7). preferable.

E−500≦0・・・(6)、
F−2≧0・・・(7)。
ここで、Eは水冷停止温度(℃)を、そして、Fは板厚中心部における水冷中の平均冷却速度F(℃/s)を、それぞれ表す。
E-500 ≦ 0 (6),
F-2 ≧ 0 (7).
Here, E represents the water cooling stop temperature (° C.), and F represents the average cooling rate F (° C./s) during water cooling at the center of the plate thickness.

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Z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 the arresting property in the Z direction according to the present invention (7) is any of the present inventions (1) to (6) described in the item (A). It was defined that the steel ingot having the chemical composition described in the above was heated, rolled and cooled by the steps 1 to 3 described above.

また、本発明(8)に係るZ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 the Z direction which concerns on this invention (8) is described in any one of this invention (1) to (6) as described in said (A) term. The steel ingot having the chemical composition of the above was prescribed to be heated, rolled, cooled, and tempered by 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、今回供試した鋼塊の化学成分を示す。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塊である。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塊である。   Tables 1 and 2 show the chemical components of the steel ingots tested this time. In Tables 1 and 2, the steel No. 1 to 37 are steel ingots whose chemical compositions are within the range defined by the present invention. On the other hand, steel No. 38 to 43 are steel ingots of comparative examples whose chemical compositions deviate from the conditions defined in the present invention.

これらの各種の鋼塊を用い、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 manufactured based on the manufacturing 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 0005233303
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このようにして得た各鋼板について、引張特性、板厚中心部における有効結晶粒の粒径、C断面における板厚1/4位置を中心とした部位での〔Nz/Nc〕およびZ方向のアレスト特性を調査した。   For each steel plate thus obtained, tensile properties, grain size of effective crystal grains at the center of the plate thickness, [Nz / Nc] at the center of the plate thickness 1/4 position in the C cross section and the Z direction The arrest characteristics were investigated.

引張試験は、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C方向に採取し、室温で引張試験速度を10N/(mm・s)として行い、降伏強度(YS)と引張強度(TS)を測定した。   The tensile test was performed by collecting a tensile test piece according to JIS Z 2201 (1998) in the C direction centering on the 1/4 thickness position, and performing a tensile test speed of 10 N / (mm · s) at room temperature. Strength (YS) and tensile strength (TS) were measured.

なお、上記の降伏強度は下降伏点から求め、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 was calculated | required from the yield point, and when a clear yield point did not appear, 0.2% yield strength was made into yield strength. The target for tensile properties was to have a TS of 490 MPa or higher.

板厚中心部における有効結晶粒の粒径は、先ず、被検面がC断面になるようにして、各鋼板から板厚中心部を含むように試験片を採取し、次いで、その試験片を樹脂に埋め込んで鏡面研磨した後、EBSP装置を用いて、倍率を300倍として5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。   The effective crystal grain size in the center portion of the plate thickness is as follows. First, a test piece is collected from each steel plate so as to include the center portion of the plate thickness so that the test surface has a C cross section. After embedding in resin and mirror polishing, EBSP apparatus is used to observe 5 fields of view at a magnification of 300 times, and a boundary having an orientation difference of 15 ° or more is regarded as a crystal grain boundary, and a portion surrounded by the boundary is considered. After determining the effective crystal grain, and further by image analysis, the area inside each effective crystal grain is obtained, converted into the diameter of a circle having an area equivalent to the area, and the grain size of each effective crystal grain As evaluated.

C断面における板厚1/4位置を中心とした部位での〔Nz/Nc〕は、EBSP装置を用いて、図1に例示する方法で求めた。   [Nz / Nc] at a portion centered on the position of the plate thickness ¼ in the C cross section was obtained by the method illustrated in FIG. 1 using an EBSP apparatus.

すなわち、被検面がC断面になるようにして、各鋼板から板厚1/4位置を含むように試験片を採取し、その試験片を樹脂に埋め込んで鏡面研磨した後、EBSP装置を用いて、倍率を300倍として5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粒界を表示させた。次いで、その表示画面上で、板厚1/4位置を中心とする任意の位置でZ方向に直線を描画させ、直線と交差する有効結晶粒の粒界数をカウントした。同様に、前記の表示画面上で、板厚1/4位置を中心とする任意の位置でC方向に直線を描画させ、直線と交差する有効結晶粒の粒界数をカウントした。なお、測定位置のバラツキを排除するため、前記5視野の各表示画面上において、Z方向およびC方向にそれぞれ、長さが200μmである直線を4本ずつ描画した。   That is, a test piece is taken from each steel plate so that the test surface has a C cross section and includes a ¼ position of the plate thickness, and the test piece is embedded in resin and mirror-polished, and then an EBSP apparatus is used. The magnification was set to 300 times, and five fields of view were observed. A boundary having an orientation difference of 15 ° or more was regarded as a crystal grain boundary, and the grain boundary was displayed. Next, on the display screen, a straight line was drawn in the Z direction at an arbitrary position centered on the ¼ thickness position, and the number of grain boundaries of effective crystal grains intersecting the straight line was counted. Similarly, on the display screen, a straight line was drawn in the C direction at an arbitrary position centered on the ¼ thickness position, and the number of effective grain boundaries intersecting the straight line was counted. In order to eliminate variations in the measurement position, four straight lines each having a length of 200 μm were drawn in the Z direction and the C direction on each display screen of the five fields of view.

なお、Z方向およびC方向についてそれぞれ、4本ずつ描画した長さ200μmの直線と交差する有効結晶粒の粒界数の算術平均値を求めて、〔Nz〕および〔Nc〕として評価した。   For the Z direction and the C direction, arithmetic average values of the number of grain boundaries of effective crystal grains intersecting a straight line having a length of 200 μm drawn four by four were obtained and evaluated as [Nz] and [Nc].

表面方向のアレスト特性は、図2に示す形状の試験体を組み立て、通常の混成型ESSO試験として評価を行った。   The arrest characteristics in the surface direction were evaluated by assembling a test body having the shape shown in FIG.

すなわち、図2に示すように、上部および下部に脆化板を配して供試鋼板中をき裂が板厚の表面と裏面を結ぶZ方向に進展するようにして、上部脆化板と供試鋼板および下部脆化板と供試鋼板をそれぞれ、電子ビーム溶接することで試験体を組み立て、−10℃において混成型ESSO試験を実施した。   That is, as shown in FIG. 2, the embrittled plates are arranged at the upper and lower portions so that cracks propagate in the test steel plate in the Z direction connecting the front and back surfaces of the plate thickness, Each of the test steel plate, the lower embrittlement plate, and the test steel plate was assembled by electron beam welding, and a mixed ESSO test was performed at −10 ° C.

上記のESSO試験は「Go or No−Go試験」であるため、「No−Go」となった最大のK値を材料のKcaとして評価した。アレスト特性の目標は、8000N/mm1.5以上のKcaを有することである。 Since the above ESSO test is a “Go or No-Go test”, the maximum K value that was “No-Go” was evaluated as the Kca of the material. The goal of the arrest characteristic is to have a Kca of 8000 N / mm 1.5 or higher.

なお、図2において、「EBW」は電子ビーム(Electron Beam Welding)を意味し、また、「EH36」はシャルピー要求温度が−40℃であるEグレードの降伏点353MPa(36kgf/mm2)級の鋼板を意味する。評価対象の鋼板は元厚のまま試験載荷方向がL方向となるように500mm長さの鋼板を加工し、電子ビーム溶接により上下の鋼板と接合して混成型ESSO試験に供している。 In FIG. 2, “EBW” means an electron beam welding, and “EH36” is an E grade yield point of 353 MPa (36 kgf / mm 2 ) class with a Charpy required temperature of −40 ° C. It means a steel plate. A steel plate having a length of 500 mm is processed so that the test loading direction is the L direction with the original thickness of the steel plate to be evaluated, and is joined to the upper and lower steel plates by electron beam welding and used for a mixed-type ESSO test.

表5に、上記の各試験結果をまとめて示す。なお、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. In addition, “the grain size of the effective crystal grains in the center portion of the plate thickness” in each test steel sheet in Table 5 is the maximum grain size among the grain sizes of the effective crystal grains obtained as described above.

Figure 0005233303
Figure 0005233303

表5から、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、−10℃でのKcaが8000N/mm1.5以上であって、Z方向のアレスト特性に優れており、しかも、引張強度(TS)も490MPa以上という目標を達成していることが明らかである。 From Table 5, the steel numbers of Test No. 1-2, Test No. 1-3, Test No. 2-6, Test No. 3-1, and Test Nos. Despite being thick, Kca at −10 ° C. is 8000 N / mm 1.5 or more, excellent arrest properties in the Z direction, and the target of tensile strength (TS) is 490 MPa or more. Obviously.

これに対して、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、いずれも−10℃でのKcaが8000N/mm1.5に達しておらず、Z方向のアレスト特性に劣るものである。しかも、その一部のものの引張強度(TS)は490MPa以上という目標に達しておらず引張特性にも劣っている。 On the other hand, in the case of the steel plates having the test numbers of the comparative examples that deviate from the conditions specified in the present invention, the Kca at −10 ° C. does not reach 8000 N / mm 1.5 and is inferior in the Z-direction arrest characteristics. Is. Moreover, the tensile strength (TS) of some of them does not reach the target of 490 MPa or more and is inferior in tensile properties.

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〔Nz/Nc〕が1.01であって、本発明で規定する下限値を下回るため、−10℃でのKcaは4822N/mm1.5と低く、Z方向の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. In spite of using 1, the [Nz / Nc] is 1.01, which is lower than the lower limit specified in the present invention, so that Kca at −10 ° C. is as low as 4822 N / mm 1.5, and Z Poor direction arrest characteristics.

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、板厚中心部における有効結晶粒の粒径が27μmであって、本発明で規定する上限値を上回るため、−10℃でのKcaは7250N/mm1.5で目標の8000N/mm1.5に達しておらず、Z方向のアレスト特性に劣っている。 The steel plates of Test Nos. 1-4 are steel Nos. That satisfy the conditions specified in the present invention by the chemical composition of the steel. In spite of the use of 1, the effective crystal grain size at the central portion of the plate thickness is 27 μm, which exceeds the upper limit specified in the present invention, so the Kca at −10 ° C. is 7250 N / mm 1.5 . The target of 8000 N / mm 1.5 is not reached, and the arrest characteristics in the Z direction are inferior.

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〔Nz/Nc〕が1.02であって、本発明で規定する下限値を下回るため、−10℃でのKcaは6610N/mm1.5と低く、Z方向の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. Although [Nz / Nc] is 1.02 and is lower than the lower limit specified in the present invention, Kca at −10 ° C. is as low as 6610 N / mm 1.5. Poor direction arrest characteristics.

試験番号2−2〜2−5の鋼板は、いずれも、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、板厚中心部における有効結晶粒の粒径がそれぞれ、30μm、30μm、32μmおよび41μmであって、本発明で規定する上限値を上回っている。このため、−10℃でのKcaはそれぞれ、7150N/mm1.5、6550N/mm1.5、6220N/mm1.5および6920N/mm1.5であって、目標の8000N/mm1.5に達しておらず、Z方向のアレスト特性に劣っている。上記の試験番号の鋼板のうち、試験番号2−3および試験番号2−4の鋼板については、引張強度(TS)がそれぞれ、456MPaと465MPaであって、490MPa以上という目標に達しておらず引張特性にも劣っている。 All of the steel plates with test numbers 2-2 to 2-5 are steel Nos. That satisfy the conditions specified by the present invention in terms of the chemical composition of the steel. In spite of the use of 2, the grain sizes of the effective crystal grains in the center portion of the plate thickness are 30 μm, 30 μm, 32 μm and 41 μm, respectively, which are higher than the upper limit specified in the present invention. Each Thus, the Kca at -10 ℃, 7150N / mm 1.5, 6550N / mm 1.5, a 6220N / mm 1.5 and 6920N / mm 1.5, not reached the goal of 8000 N / mm 1.5, the Z-direction Inferior to arrest properties. Among the steel plates with the above test numbers, the steel plates with test numbers 2-3 and 2-4 have tensile strengths (TS) of 456 MPa and 465 MPa, respectively, and the target of 490 MPa or higher is not reached. The characteristics are also inferior.

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、板厚中心部における有効結晶粒の粒径が32μmであって、本発明で規定する上限値を上回るため、−10℃でのKcaは6790N/mm1.5で目標の8000N/mm1.5に達しておらず、Z方向のアレスト特性に劣っており、しかも、その引張強度(TS)は485MPaであって、490MPa以上という目標に達しておらず引張特性にも劣っている。 The steel plate of Test No. 3-2 is a steel No. 3 whose chemical composition satisfies the conditions specified by the present invention. 3 is used, the effective crystal grain size at the center of the plate thickness is 32 μm, which exceeds the upper limit specified in the present invention, so the Kca at −10 ° C. is 6790 N / mm 1.5 . The target of 8000 N / mm 1.5 is not reached, the arrest property in the Z direction is inferior, and the tensile strength (TS) is 485 MPa, the target of 490 MPa or more is not reached, and the tensile property is also inferior. ing.

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、板厚中心部における有効結晶粒の粒径が45μmであって、本発明で規定する上限値を上回るため、−10℃でのKcaは6630N/mm1.5で目標の8000N/mm1.5に達しておらず、Z方向の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 grain diameter of the effective crystal grains in the central portion of the plate thickness is 45 μm, which exceeds the upper limit specified in the present invention. Therefore, the Kca at −10 ° C. is 6630 N / mm 1.5, which is the target. It does not reach 8000 N / mm 1.5 and is inferior in the arrest characteristic in the Z direction.

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を用いているため、−10℃でのKcaは6780N/mm1.5で目標の8000N/mm1.5に達しておらず、Z方向の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. Due to the use of 39, Kca at -10 ° C. does not reach the target of 8000 N / mm 1.5 at 6780N / mm 1.5, it is inferior to the arrest characteristics of the Z-direction.

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、板厚中心部における有効結晶粒の粒径が59μmであって、本発明で規定する上限値を上回るため、−10℃でのKcaは7050N/mm1.5で目標の8000N/mm1.5に達しておらず、Z方向の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 grain size of the effective crystal grains in the central portion of the plate thickness is 59 μm, which exceeds the upper limit specified in the present invention. Therefore, the Kca at −10 ° C. is 7050 N / mm 1.5, which is the target. It does not reach 8000 N / mm 1.5 and is inferior in the arrest characteristic in the Z direction.

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を用いているため、−10℃でのKcaは7230N/mm1.5で目標の8000N/mm1.5に達しておらず、Z方向の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. Due to the use of 41, Kca at -10 ° C. does not reach the target of 8000 N / mm 1.5 at 7230N / mm 1.5, it is inferior to the arrest characteristics of the Z-direction.

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、板厚中心部における有効結晶粒の粒径が35μmであって、本発明で規定する上限値を上回るため、−10℃でのKcaは6490N/mm1.5で目標の8000N/mm1.5に達しておらず、Z方向の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, and the effective crystal grain size at the center of the plate thickness is 35 μm, which exceeds the upper limit defined in the present invention. Therefore, the Kca at −10 ° C. is 6490 N / mm 1.5, which is the target. It does not reach 8000 N / mm 1.5 and is inferior in the arrest characteristic in the Z direction.

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を用いているため、−10℃でのKcaは7600N/mm1.5で目標の8000N/mm1.5に達しておらず、Z方向の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. Due to the use of 43, Kca at -10 ° C. does not reach the target of 8000 N / mm 1.5 at 7600N / mm 1.5, it is inferior to the arrest characteristics of the Z-direction.

以上のとおり、本発明のZ方向のアレスト特性に優れた高強度厚肉鋼板は、工業的な規模での生産が容易であり、−10℃において8000N/mm1.5以上のZ方向アレスト特性を有し、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、大型コンテナ船を始めとする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Z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 Z-direction arrest characteristics according to the present invention is easy to produce on an industrial scale and has a Z-direction arrest characteristic of 8000 N / mm 1.5 or more at −10 ° C. However, even when a brittle crack occurs, it is possible to prevent the entire structure from collapsing, so that it can be used as a material for various steel structures, in particular, commercial vessels such as large container ships. And the high-strength thick steel plate excellent in the arrest property of this Z direction can be manufactured by the method of this invention.

C断面における板厚1/4位置を中心とした部位での〔Nz/Nc〕をEBSP装置を用いて求める方法の一例を説明する図である。It is a figure explaining an example of the method of calculating | requiring [Nz / Nc] in the site | part centering on the plate | board thickness 1/4 position in C cross section using an EBSP apparatus. Z方向のアレスト特性を評価するために行った混成型ESSO試験で用いた試験体について説明する図である。It is a figure explaining the test body used in the mixed molding ESSO test performed in order to evaluate the arrest characteristic of a Z direction.

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を満たし、残部はFeおよび不純物からなる化学組成を有し、板厚中心部のC断面における有効結晶粒の粒径が25μm以下であり、かつC断面における板厚1/4位置を中心として、Z方向で特定長さを有する任意の直線と交差する有効結晶粒の粒界数NzとC方向で前記と同じ特定長さを有する任意の直線と交差する有効結晶粒の粒界数Ncとの比Nz/Ncが1.05以上であることを特徴とするZ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)
ただし、(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、C断面、有効結晶粒、有効結晶粒の粒径、板厚1/4位置、Z方向およびC方向の意味は、それぞれ次に示すとおりである。
C断面:厚肉鋼板の圧延方向に垂直な断面、
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、
Z方向:厚肉鋼板の表面と裏面を結ぶ方向、
C方向:厚肉鋼板の圧延方向およびZ方向に対して直角の方向
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 a carbon equivalent Ceq represented by the following formula (1) is 0.32 to 0 .40, and the balance has a chemical composition composed of Fe and impurities, the grain size of the effective crystal grains in the C section at the center of the plate thickness is 25 μm or less, and the center of the plate thickness is 1/4 in the C section The number of grain boundaries Nz of effective crystal grains intersecting with an arbitrary straight line having a specific length in the Z direction and the number of grain boundaries Nc of effective crystal grains intersecting with an arbitrary straight line having the same specific length as described above in the C direction Nz / Nc ratio is 1.05 or more, and high strength thickness with excellent Z-direction arrest characteristics Meat steel plate.
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 meanings of the C cross section, effective crystal grains, effective crystal grain diameter, 1/4 thickness position, Z direction and C direction are as follows.
C cross section: a cross section perpendicular to the rolling direction of the thick steel plate,
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,
Z direction: direction connecting the front and back surfaces of a thick steel plate,
C direction: direction perpendicular to the rolling direction of the thick steel plate and the Z direction
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Z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 Z direction according to claim 1, further comprising Ni: 1% or less in 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Z方向のアレスト特性に優れた高強度厚肉鋼板。   It is excellent in the arresting property in the Z direction according to claim 1 or 2, characterized in that it further contains one or two elements out of elements of Cu: 2% or less and Cr: 1% or less. High strength thick steel plate. 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Z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 excellent in arrest characteristics in the Z 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Z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 properties in the Z direction according to any one of claims 1 to 4, further comprising Ti: 0.1% or less by mass. 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Z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 excellent in arrest characteristics in the Z 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Z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)が次の(2)式を満足するように鋼塊を加熱する工程。
t×exp(Tr3/270000000)≦580・・・(2)
ここで、tは鋼塊の加熱時間(h)を、そして、Trは加熱温度(℃)を、それぞれ表す。
[工程2]圧延開始前の鋼塊の幅W0(mm)、圧延後の最終形状の厚肉鋼板の板幅W1(mm)、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、次の(3)〜(5)式を全て満足するように圧延する工程。
W1/W0≧1.40・・・(3)
A−1.5G≧0・・・(4)
B−C−20−(1400/G)≦0・・・(5)
ここで、W0は圧延開始前の鋼塊の幅(mm)を、W1は圧延後の最終形状の厚肉鋼板の板幅(mm)を、Aは圧延途中の任意の厚み(mm)を、BはAにおける圧延温度(℃)を、Cは仕上圧延温度(℃)を、そして、Gは最終形状の厚肉鋼板の板厚(mm)を、それぞれ表す。
[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、次の(6)式および(7)式を満足するように水冷を行う工程。
E−500≦0・・・(6)
F−2≧0・・・(7)
ここで、Eは水冷停止温度(℃)を、そして、Fは板厚中心部における水冷中の平均冷却速度F(℃/s)を、それぞれ表す。
A 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 is excellent in the arrest property in the Z direction. A manufacturing method for high strength thick steel sheets.
[Step 1] A step of heating the ingot so that the heating temperature Tr (° C.) and the heating time t (h) of the ingot satisfy the following expression (2).
t × exp (Tr 3/270000000 ) ≦ 580 ··· (2)
Here, t represents the heating time (h) of the steel ingot, and Tr represents the heating temperature (° C.).
[Step 2] Rolling temperature B (° C.) at the width W0 (mm) of the steel ingot before the start of rolling, the width W1 (mm) of the thick steel plate of the final shape after rolling, and the arbitrary thickness A (mm) during rolling ) And the final rolling temperature C (° C.) at the time of finishing to the thickness G (mm) of the thick steel plate of the final shape by rolling so that all the following formulas (3) to (5) are satisfied. Process.
W1 / W0 ≧ 1.40 (3)
A-1.5G ≧ 0 (4)
B−C−20− (1400 / G) ≦ 0 (5)
Here, W0 is the width (mm) of the steel ingot before the start of rolling, W1 is the plate width (mm) of the thick steel plate of the final shape after rolling, A is the arbitrary thickness (mm) during rolling, B represents the rolling temperature (° C.) in A, C represents the finish rolling temperature (° C.), and G represents the thickness (mm) of the thick steel plate of the final shape.
[Step 3] Water cooling is performed so that 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 satisfy the following formulas (6) and (7). Process.
E-500 ≦ 0 (6)
F-2 ≧ 0 (7)
Here, E represents the water cooling stop temperature (° C.), and F represents the average cooling rate F (° C./s) during water cooling at the center of the plate thickness.
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1〜4によって、加熱し、圧延し、冷却し、焼戻すことを特徴とするZ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)が次の(2)式を満足するように鋼塊を加熱する工程。
t×exp(Tr3/270000000)≦580・・・(2)
ここで、tは鋼塊の加熱時間(h)を、そして、Trは加熱温度(℃)を、それぞれ表す。
[工程2]圧延開始前の鋼塊の幅W0(mm)、圧延後の最終形状の厚肉鋼板の板幅W1(mm)、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、次の(3)〜(5)式を全て満足するように圧延する工程。
W1/W0≧1.40・・・(3)
A−1.5G≧0・・・(4)
B−C−20−(1400/G)≦0・・・(5)
ここで、W0は圧延開始前の鋼塊の幅(mm)を、W1は圧延後の最終形状の厚肉鋼板の板幅(mm)を、Aは圧延途中の任意の厚み(mm)を、BはAにおける圧延温度(℃)を、Cは仕上圧延温度(℃)を、そして、Gは最終形状の厚肉鋼板の板厚(mm)を、それぞれ表す。
[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、次の(6)式および(7)式を満足するように水冷を行う工程。
E−500≦0・・・(6)
F−2≧0・・・(7)
ここで、Eは水冷停止温度(℃)を、そして、Fは板厚中心部における水冷中の平均冷却速度F(℃/s)を、それぞれ表す。
[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 6 is heated, rolled, cooled, and tempered according to the following steps 1 to 4, to an arrest characteristic in a Z direction. A method for producing excellent high-strength thick steel plates
[Step 1] A step of heating the ingot so that the heating temperature Tr (° C.) and the heating time t (h) of the ingot satisfy the following expression (2).
t × exp (Tr 3/270000000 ) ≦ 580 ··· (2)
Here, t represents the heating time (h) of the steel ingot, and Tr represents the heating temperature (° C.).
[Step 2] Rolling temperature B (° C.) at the width W0 (mm) of the steel ingot before the start of rolling, the width W1 (mm) of the thick steel plate of the final shape after rolling, and the arbitrary thickness A (mm) during rolling ) And the final rolling temperature C (° C.) at the time of finishing to the thickness G (mm) of the thick steel plate of the final shape by rolling so that all the following formulas (3) to (5) are satisfied. Process.
W1 / W0 ≧ 1.40 (3)
A-1.5G ≧ 0 (4)
B−C−20− (1400 / G) ≦ 0 (5)
Here, W0 is the width (mm) of the steel ingot before the start of rolling, W1 is the plate width (mm) of the thick steel plate of the final shape after rolling, A is the arbitrary thickness (mm) during rolling, B represents the rolling temperature (° C.) in A, C represents the finish rolling temperature (° C.), and G represents the thickness (mm) of the thick steel plate of the final shape.
[Step 3] Water cooling is performed so that 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 satisfy the following formulas (6) and (7). Process.
E-500 ≦ 0 (6)
F-2 ≧ 0 (7)
Here, E represents the water cooling stop temperature (° C.), and F represents the average cooling rate F (° C./s) during water cooling at the center of the plate thickness.
[Step 4] Tempering at a temperature of Ac 1 point or less.
JP2008029862A 2008-02-12 2008-02-12 High-strength thick steel plate with excellent Z-direction arrest characteristics and method for producing the same Active JP5233303B2 (en)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2011068952A (en) * 2009-09-25 2011-04-07 Sumitomo Metal Ind Ltd High-strength thick steel plate superior in arrest properties
CN101701326B (en) * 2009-10-28 2011-07-20 南京钢铁股份有限公司 High strength and high toughness ship plate steel with thick specification and production method thereof
KR101423445B1 (en) * 2010-11-22 2014-07-24 신닛테츠스미킨 카부시키카이샤 Electron beam welded joint, steel material for electron beam welding, and manufacturing method thereof
CN102828112B (en) * 2011-06-14 2015-05-06 鞍钢股份有限公司 Low-cost high-strength cold-formed hot continuous rolling steel strip and manufacturing method thereof
CN112921248A (en) * 2021-02-08 2021-06-08 新疆八一钢铁股份有限公司 Production method of high-toughness anti-layer-tearing Z-direction steel with thickness of 50mm

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003221619A (en) * 2002-01-31 2003-08-08 Kobe Steel Ltd Method for manufacturing thick steel plate superior in arresting characteristics and ductile-fracture property
JP4735192B2 (en) * 2005-10-28 2011-07-27 Jfeスチール株式会社 High toughness steel with excellent fatigue crack propagation characteristics
JP4058097B2 (en) * 2006-04-13 2008-03-05 新日本製鐵株式会社 High strength steel plate with excellent arrestability
JP5114095B2 (en) * 2007-05-14 2013-01-09 株式会社神戸製鋼所 Steel plate excellent in brittle crack propagation stop property and toughness at the center of plate thickness and method for producing the same

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