JP5604849B2 - 水素侵入抑制特性に優れた高張力厚鋼板およびその製造方法 - Google Patents
水素侵入抑制特性に優れた高張力厚鋼板およびその製造方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP5604849B2 JP5604849B2 JP2009243346A JP2009243346A JP5604849B2 JP 5604849 B2 JP5604849 B2 JP 5604849B2 JP 2009243346 A JP2009243346 A JP 2009243346A JP 2009243346 A JP2009243346 A JP 2009243346A JP 5604849 B2 JP5604849 B2 JP 5604849B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- less
- mass
- steel
- hydrogen
- scale
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Landscapes
- Heat Treatment Of Steel (AREA)
Description
1.鋼組成が、質量%で、C:0.02〜0.20%未満、Si:0.01〜0.8%、Mn:0.5〜2%、Ni:0.1〜5%、Al:0.005〜0.1%、N:0.0005〜0.008%、P:0.02%以下、S:0.004%以下、残部Feおよび不可避的不純物からなり、
鋼材表面にヘマタイト(Fe2O3)、マグネタイト(Fe3O4)、および質量%で50%以上のウスタイト(FeO)で構成され、厚みが3〜100μmのスケール層を備え、前記スケール層と地鉄との界面の地鉄側におけるNiの濃度が、質量%で0.2%以上であることを特徴とする、水素侵入抑制特性に優れた高張力厚鋼板。
2.さらに、鋼組成が、質量%で、Cu:0.1〜3%を含有し、スケール層と地鉄との界面の地鉄側においてCuの濃度が、質量%で0.2%以上であることを特徴とする、1に記載の水素侵入抑制特性に優れた高張力厚鋼板。
3.さらに、鋼組成が、質量%で、Mo:1%以下、Nb:0.1%以下、V:0.5%以下、Ti:0.1%以下、Cr:2%以下、W:2%以下、Pb:2%以下の一種または二種以上を含有することを特徴とする、1または2に記載の水素侵入抑制特性に優れた高張力厚鋼板。
4.さらに、鋼組成が、質量%で、B:0.003%以下、Ca:0.01%以下、REM:0.02%以下、Mg:0.01%以下の一種または二種以上を含有することを特徴とする、1乃至3のいずれかに記載の水素侵入抑制特性に優れた高張力厚鋼板。
5.1乃至4のいずれか一つに記載の鋼組成を有する鋼を鋳造後、Ar3変態点以下に冷却することなく、あるいはAc3変態点以上に再加熱後、熱間圧延によって所定の板厚とすることを特徴とする水素侵入抑制特性に優れた高張力厚鋼板の製造方法。
Cは、強度を確保するために含有するが、0.02%未満ではその効果が不十分であり、一方、0.20%以上になると母材および溶接熱影響部の靭性が劣化するとともに、溶接性が著しく劣化する。したがって、C含有量を0.02%以上0.20%未満に限定し、好ましくは0.06%以上0.20%未満である。
Siは、製鋼段階の脱酸材および強度向上元素として含有するが、0.01%未満ではその効果が不十分であり、一方、0.8%を超えると粒界が脆化し、低温靭性を劣化させる。したがって、Si含有量を0.01〜0.8%に限定する。
Mnは、強度を確保するために含有するが、0.5%未満ではその効果が不十分であり、一方、2%を超えると溶接熱影響部の靭性が劣化するとともに、溶接性が著しく劣化する。したがって、Mn含有量を0.5〜2%に限定する。
Ni含有鋼は、NiがFeよりも酸化しにくいため、鋼材が酸化するとき、Feが選択的に酸化され、Niがスケールと地鉄との界面の地鉄側に濃化する。Niは、面心立方格子であり、最密充填構造をしているため、水素の拡散係数が小さく、水素の侵入が抑制されるが、鋼中の含有量が0.1%未満では前記濃化時の水素侵入抑制効果が不十分であり、一方、5%を超えると、経済性が劣る。したがって、Ni含有量を0.1〜5%に限定し、好ましくは0.2〜5%である。また、Ni含有量が1.4%以上の場合には、スケール中にもNiが層状に濃化して水素侵入抑制特性を発揮し、この効果はNi含有量が2.4%以上の場合にさらに顕著となるので、Ni含有量として、より好ましい範囲は1.4〜5%、いっそう好ましい範囲は2.4〜5%である。
Alは、脱酸材として、また結晶粒径の微細化のため含有させるが、0.005%未満の場合にはその効果が十分でなく、一方、0.1%を超えて含有すると、鋼板の表面疵が発生し易くなる。したがって、Al含有量を0.005〜0.1%に限定する。
Nは、Tiなどと窒化物を形成することによって組織を微細化し、母材ならびに溶接熱影響部の靭性を向上させる効果を有するが、0.0005%未満の含有では組織の微細化効果が充分にもたらされず、一方、0.008%を超えて含有すると固溶N量が増加するために母材および溶接熱影響部の靭性を損なう。したがって、N含有量を0.0005〜0.008%に限定する。
Pは焼戻し処理時にパケット境界等の結晶粒界に偏析しやすく、0.02%を超えて含有すると隣接結晶粒の接合強度を低下させ、疲労特性や低温靭性、耐遅れ破壊特性などを劣化させる。したがって、P含有量を0.02%以下に限定する。
Sは、非金属介在物であるMnSを生成しやすく、0.004%を超えて含有すると、介在物の量が多くなり、内部破壊の起点として作用し、疲労特性を劣化させる。したがって、S含有量を0.004%以下に限定する。
Cu含有鋼は、CuがFeよりも酸化しにくいため、鋼材が酸化するとき、Feが選択的に酸化され、Cuがスケールと地鉄との界面の地鉄側に濃化する。Cuは、面心立方格子であり、最密充填構造をしているため、水素の拡散係数が小さく、水素の侵入が抑制されるが、鋼中の含有量が0.1%未満では前記濃化時の水素侵入抑制効果が不十分である。一方、Cu含有量が3%を超えると、鋼片加熱時や溶接時に熱間での割れを生じやすくする。したがって、Cuを添加する場合には、その含有量を0.1〜3%とすることが好ましい。
Moは、焼入れ性および強度を向上する作用を有するので、必要に応じて添加することができるが、1%を超える添加は経済性が劣る。したがって、Moを添加する場合には、その含有量を1%以下にすることが好ましい。なお、Moは焼戻し軟化抵抗を大きくする作用を有し、1000MPa以上の引張強さを確保するためには、0.2%以上含有させることが好ましい。
Nbは、マイクロアロイング元素として強度を向上させると同時に、未再結晶域の上限温度を高温側にシフトさせることによって、比較的高温の圧延でも未再結晶域圧延を行うことを可能にするので、必要に応じて添加することができるが、0.1%を越えて含有すると溶接熱影響部の靭性を劣化させる。したがって、Nbを添加する場合には、その含有量を0.1%以下とすることが好ましい。
Vは、マイクロアロイング元素として強度を向上させるので、必要に応じて添加することができるが、0.5%を超えて含有すると溶接熱影響部の靭性を劣化させる。したがって、Vを添加する場合には、その含有量を0.5%以下とすることが好ましい。
Tiは、圧延加熱時あるいは溶接時にTiNを生成し、オーステナイト粒の成長を抑制し、母材ならびに溶接熱影響部の靭性を向上させるので、必要に応じて添加することができるが、0.1%を超えて含有すると溶接熱影響部の靭性を劣化させる。したがって、Tiを添加する場合には、その含有量を0.1%以下に限定することが好ましい。
Crは、強度および靭性を向上する作用を有しており、また高温強度特性に優れるので、必要に応じて添加することができる。特に引張強さ900MPa以上の高強度特性を得るために0.3%以上含有させることが好ましい。しかしながら、Cr含有量が2%を超えると、溶接性が劣化する。したがって、Crを添加する場合には、その含有量を2%以下に限定することが好ましい。
Wは、強度を向上する作用を有するので、必要に応じて添加することができる。しかしながら、W含有量が2%を超えると、溶接性が劣化する。したがって、Wを添加する場合は、その含有量を2%以下に限定することが好ましい。
Pb含有鋼は、PbがFeよりも酸化しにくいため、鋼材が酸化するとき、Pbがスケールと地鉄界面の地鉄側に濃化する。Pbは、面心立方格子であり、最密充填構造をしているため、水素の拡散係数が小さく、水素の侵入が抑制されるので、水素侵入抑制効果を得るために、Pbを0.1%以上含有させることができる。しか
しながら、Pb含有量が2%を超えると、熱間加工性が低下する。したがって、Pbを添加する場合には、その含有量を2%以下に限定することが好ましい。
Bは、焼入れ性を向上する作用を有するので、添加することができる。しかしながら、B含有量が0.003%を超えると、靭性を劣化させる。したがって、Bを添加する場合には、その含有量を0.003%以下に限定することが好ましい。
Caは、硫化物系介在物の形態制御を通じて靱性改善に寄与するので、添加することができる。しかしながら、0.01%を超えて含有すると清浄度の低下を招く。したがって、Caを添加する場合には、その含有量を0.01%以下に限定することが好ましい。
REM(注:REMとはRare Earth Metalの略、希土類金属)は、鋼中でREM(O、S)として硫化物を生成することによって結晶粒界の固溶S量を低減して、SR(応力歪取焼鈍)割れなどの再熱割れを抑制する効果があるので、添加することができる。しかしながら、0.02%を超えて含有すると、沈殿晶帯にREM硫化物が著しく集積し、材質の劣化を招く。したがって、REMを添加する場合には、その添加量を0.02%以下に限定することが好ましい。
Mgは、溶銑脱硫材として使用することができる。しかしながら、0.01%を超えて含有すると清浄度の低下を招く。したがって、Mgを添加する場合には、その添加量を0.01%以下に限定する。
[スケール性状]
スケール組成
スケール組成は、ヘマタイト、マグネタイト、およびウスタイトの3種類のスケールで構成され、かつ、スケール中のウスタイトの質量%が50%以上存在することが必要である。
スケール層の厚さは3〜100μmに限定する。スケール厚さが3μm未満の場合には、スケールと地鉄との界面の地鉄側におけるNi濃度が低下し、水素侵入の抑制効果が不十分であり、一方、100μmを超えるとスケールと地鉄の密着性が劣化し、スケール中にNiが層状に濃化した場合のスケール自体による水素侵入抑制効果が不十分となる。したがって、スケール厚さを3〜100μmに限定する。
[スケールと地鉄との界面]
スケールと地鉄との界面の地鉄側におけるNi濃度
スケールと地鉄との界面の地鉄側におけるNiの濃度を質量%で0.2%以上とする。スケールと地鉄との界面の地鉄側におけるNiの濃度が0.2%未満の場合には、水素拡散係数の小さなNiの濃化が充分でなく、水素の侵入を効果的に抑制できない。したがって、スケールと地鉄との界面の地鉄側におけるNiの濃度を0.2%以上に限定する。
Niの他に、選択元素としてCuを含有する鋼の場合には、スケールと地鉄との界面の地鉄側におけるCuの濃度を質量%で0.2%以上にすると、水素拡散係数の小さなCuの濃化により、水素の侵入をより効果的に抑制できるので、好ましい。
[製造条件]
以下の説明で温度規定は鋼材の板厚中心部におけるものとする。中心部近傍はほぼ同様の温度履歴になるので、必ずしも厳密な中心そのものに限定するものではない。
鋳片を圧延して厚鋼板を製造する際、Ar3変態点以下に冷却することなく、そのまま熱間圧延を開始しても、あるいは、一度冷却した鋳片をAc3変態点以上に再加熱した後に熱間圧延を開始しても良い。これは、この温度域で圧延を開始すれば、本発明の有効性は失われないためである。
熱間圧延終了後、母材強度および母材靭性を確保するため、直接焼入れあるいは加速冷却を行う。直接焼入れあるいは加速冷却後に、靭性の向上等を目的として、焼戻し処理を行っても良い。焼戻し処理を行う場合には、スケール性状に影響を及ぼさないAc1変態点以下の温度域にて行うことが好ましい。水冷処理や焼戻し処理は、本発明の有効性に影響を与えないためである。
Claims (5)
- 鋼組成が、質量%で、C:0.02〜0.20%未満、Si:0.01〜0.8%、Mn:0.5〜2%、Ni:1.4〜5%、Al:0.005〜0.1%、N:0.0005〜0.008%、P:0.02%以下、S:0.004%以下、残部Feおよび不可避的不純物からなり、
鋼材表面に、質量%で1%以上のヘマタイト(Fe2O3)、質量%で1%以上のマグネタイト(Fe3O4)、および質量%で50%以上のウスタイト(FeO)で構成され、厚みが3〜100μmのスケール層を備え、
前記スケール層と地鉄との界面の地鉄側におけるNiの濃度が、質量%で5.2%以上であることを特徴とする、水素侵入抑制特性に優れた高張力厚鋼板。 - さらに、鋼組成が、質量%で、Cu:0.21〜1.31%を含有し、スケール層と地鉄との界面の地鉄側においてCuの濃度が、質量%で0.2%以上であることを特徴とする、請求項1に記載の水素侵入抑制特性に優れた高張力厚鋼板。
- さらに、鋼組成が、質量%で、Mo:1%以下、Nb:0.1%以下、V:0.5%以下、Ti:0.1%以下、Cr:2%以下、W:2%以下、Pb:2%以下の一種または二種以上を含有することを特徴とする、請求項1または2に記載の水素侵入抑制特性に優れた高張力厚鋼板。
- さらに、鋼組成が、質量%で、B:0.003%以下、Ca:0.01%以下、REM:0.02%以下、Mg:0.01%以下の一種または二種以上を含有することを特徴とする、請求項1乃至3のいずれかに記載の水素侵入抑制特性に優れた高張力厚鋼板。
- 請求項1乃至4のいずれか一つに記載の鋼組成を有する鋼を鋳造後、Ar3変態点以下に冷却することなく、あるいはAc3変態点以上に再加熱後、熱間圧延によって所定の板厚とすることを特徴とし、鋼材表面に、質量%で1%以上のヘマタイト(Fe2O3)、質量%で1%以上のマグネタイト(Fe3O4)、および質量%で50%以上のウスタイト(FeO)で構成され、厚みが3〜100μmのスケール層を備え、前記スケール層と地鉄との界面の地鉄側におけるNiの濃度が、質量%で5.2%以上である水素侵入抑制特性に優れた高張力厚鋼板の製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2009243346A JP5604849B2 (ja) | 2009-10-22 | 2009-10-22 | 水素侵入抑制特性に優れた高張力厚鋼板およびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2009243346A JP5604849B2 (ja) | 2009-10-22 | 2009-10-22 | 水素侵入抑制特性に優れた高張力厚鋼板およびその製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2011089166A JP2011089166A (ja) | 2011-05-06 |
JP5604849B2 true JP5604849B2 (ja) | 2014-10-15 |
Family
ID=44107671
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2009243346A Expired - Fee Related JP5604849B2 (ja) | 2009-10-22 | 2009-10-22 | 水素侵入抑制特性に優れた高張力厚鋼板およびその製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5604849B2 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN106119738A (zh) * | 2016-06-28 | 2016-11-16 | 浙江工贸职业技术学院 | 一种用于海洋钻井平台仪表阀阀芯的合金材料及制作方法 |
Families Citing this family (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP5796403B2 (ja) * | 2010-08-31 | 2015-10-21 | Jfeスチール株式会社 | 耐候性に優れた溶接構造用鋼材 |
CN109554617B (zh) * | 2016-08-18 | 2020-10-09 | 江苏鼎泰工程材料有限公司 | 低合金超高强度钢铸件及其生产方法 |
CN106834916A (zh) * | 2016-12-09 | 2017-06-13 | 安徽宏翔自动化科技有限公司 | 一种高强度耐腐蚀的合金 |
ES2835285T3 (es) * | 2018-01-23 | 2021-06-22 | Ssab Technology Ab | Acero laminado en caliente y método para fabricar acero laminado en caliente |
WO2020065372A1 (en) * | 2018-09-25 | 2020-04-02 | Arcelormittal | High strength hot rolled steel having excellent scale adhesivness and a method of manufacturing the same |
US20220251693A1 (en) * | 2019-07-10 | 2022-08-11 | Nippon Steel Corporation | Hot rolled steel sheet |
JP7371604B2 (ja) | 2020-10-23 | 2023-10-31 | Jfeスチール株式会社 | 高圧水素ガス環境用鋼材の製造方法 |
Family Cites Families (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP4696570B2 (ja) * | 2005-01-26 | 2011-06-08 | Jfeスチール株式会社 | 耐水素脆性特性に優れた高張力鋼材の製造方法 |
JP5124988B2 (ja) * | 2005-05-30 | 2013-01-23 | Jfeスチール株式会社 | 耐遅れ破壊特性に優れた引張強度900MPa以上の高張力鋼板およびその製造方法 |
JP2007009325A (ja) * | 2005-05-30 | 2007-01-18 | Jfe Steel Kk | 耐低温割れ性に優れた高張力鋼材およびその製造方法 |
JP5277648B2 (ja) * | 2007-01-31 | 2013-08-28 | Jfeスチール株式会社 | 耐遅れ破壊特性に優れた高張力鋼板並びにその製造方法 |
JP5277672B2 (ja) * | 2007-03-29 | 2013-08-28 | Jfeスチール株式会社 | 耐遅れ破壊特性に優れた高張力鋼板ならびにその製造方法 |
-
2009
- 2009-10-22 JP JP2009243346A patent/JP5604849B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN106119738A (zh) * | 2016-06-28 | 2016-11-16 | 浙江工贸职业技术学院 | 一种用于海洋钻井平台仪表阀阀芯的合金材料及制作方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2011089166A (ja) | 2011-05-06 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5604849B2 (ja) | 水素侵入抑制特性に優れた高張力厚鋼板およびその製造方法 | |
JP4324072B2 (ja) | 延性に優れた軽量高強度鋼とその製造方法 | |
JP4948998B2 (ja) | 自動車排ガス流路部材用フェライト系ステンレス鋼および溶接鋼管 | |
KR101878245B1 (ko) | 내산화성이 우수한 페라이트계 스테인리스강 | |
JP5348386B2 (ja) | 低降伏比かつ耐脆性亀裂発生特性に優れた厚肉高張力鋼板およびその製造方法 | |
JP4882251B2 (ja) | 高強度高靱性鋼板の製造方法 | |
JP5439973B2 (ja) | 優れた生産性と溶接性を兼ね備えた、pwht後の落重特性に優れた高強度厚鋼板およびその製造方法 | |
EP2397570A1 (en) | Steel plate for line pipes with excellent strength and ductility and process for production of same | |
JP5130796B2 (ja) | 大入熱溶接熱影響部靭性に優れた低降伏比高強度厚鋼板およびその製造方法 | |
JP4730088B2 (ja) | 低降伏比高強度厚鋼板およびその製造方法 | |
JP6048436B2 (ja) | 調質高張力厚鋼板及びその製造方法 | |
JP5433964B2 (ja) | 曲げ加工性および低温靭性に優れる高張力鋼板の製造方法 | |
WO2017135240A1 (ja) | Nb含有フェライト系ステンレス熱延鋼板及びその製造方法、並びにNb含有フェライト系ステンレス冷延鋼板及びその製造方法 | |
CN114959460A (zh) | 一种低屈强比易焊接耐候桥梁钢及其制造方法 | |
JP5181775B2 (ja) | 曲げ加工性および低温靭性に優れる高張力鋼材ならびにその製造方法 | |
JP5659758B2 (ja) | 優れた生産性と溶接性を兼ね備えた、PWHT後の落重特性に優れたTMCP−Temper型高強度厚鋼板の製造方法 | |
JP6388056B2 (ja) | 熱延鋼板の製造方法および冷延フルハード鋼板の製造方法 | |
JP2007009324A (ja) | 耐遅れ破壊特性に優れた高張力鋼材ならびにその製造方法 | |
JP6858056B2 (ja) | 低比重フェライト系ステンレス鋼板およびその製造方法 | |
WO2011111871A1 (ja) | 耐酸化性に優れたフェライト系ステンレス鋼板並びに耐熱性に優れたフェライト系ステンレス鋼板及びその製造方法 | |
JP2008266758A (ja) | 低温靭性に優れ、かつ強度異方性が小さい高張力鋼材ならびにその製造方法 | |
JP2013221198A (ja) | 冷延鋼板およびその製造方法 | |
JP7268182B2 (ja) | フェライト系ステンレス鋼板およびその製造方法ならびにフェライト系ステンレス部材 | |
JP2007009325A (ja) | 耐低温割れ性に優れた高張力鋼材およびその製造方法 | |
JP2007138259A (ja) | 酸洗い性に優れたばね用鋼線材 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
RD03 | Notification of appointment of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7423 Effective date: 20120321 |
|
RD04 | Notification of resignation of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424 Effective date: 20120327 |
|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20120727 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20131128 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20131210 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20140122 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20140603 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20140627 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20140729 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20140811 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5604849 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |