JP5825224B2 - High tensile steel sheet with excellent surface arrestability and method for producing the same - Google Patents

High tensile steel sheet with excellent surface arrestability and method for producing the same Download PDF

Info

Publication number
JP5825224B2
JP5825224B2 JP2012181406A JP2012181406A JP5825224B2 JP 5825224 B2 JP5825224 B2 JP 5825224B2 JP 2012181406 A JP2012181406 A JP 2012181406A JP 2012181406 A JP2012181406 A JP 2012181406A JP 5825224 B2 JP5825224 B2 JP 5825224B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
less
steel sheet
temperature
steel
rolling
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.)
Active
Application number
JP2012181406A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2014037589A (en
Inventor
正裕 小栗
正裕 小栗
諭 久保
諭 久保
武史 大久保
武史 大久保
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Steel Corp
Original Assignee
Nippon Steel Corp
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nippon Steel Corp filed Critical Nippon Steel Corp
Priority to JP2012181406A priority Critical patent/JP5825224B2/en
Publication of JP2014037589A publication Critical patent/JP2014037589A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP5825224B2 publication Critical patent/JP5825224B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Landscapes

  • Heat Treatment Of Steel (AREA)

Description

本発明は、表層のアレスト性に優れた高張力鋼板およびその製造方法に関する。   The present invention relates to a high-tensile steel plate having excellent surface arrestability and a method for producing the same.

構造用鋼板の各分野では、構造物の大型化に伴い、厚肉化、高強度化の傾向が著しい。最近では、同時に高いレベルでの破壊安全性の保証が求められており、強度と破壊安全性を兼ね揃えた厚鋼板への需要が高まっている。特に液化ガス運搬用の素材では、例えば引張強さ(TS)が720〜950MPaという高張力鋼の適用が始まっている。   In each field of structural steel sheets, the trend toward thickening and high strength is remarkable with the increase in size of structures. Recently, guarantee of fracture safety at a high level has been demanded at the same time, and there is an increasing demand for thick steel plates that have both strength and fracture safety. In particular, for materials for transporting liquefied gas, application of high strength steel having a tensile strength (TS) of 720 to 950 MPa has begun, for example.

また、液化ガス運搬船に用いられる鋼板は、その用途上、高い耐脆性亀裂特性を備えている必要がある。すなわち、脆性亀裂の発生抑制の観点から溶接熱影響部(以下、「HAZ」と略記する。)の高靭性化、そして脆性亀裂の伝播停止の観点から母材アレスト特性の向上が必要とされる。母材アレスト特性の指標として、落重試験が最も一般的かつ簡便な方法として船級協会による溶接施工試験でも用いられるが、高強度鋼の製造方法として一般的な焼入れ・焼戻し製法では、表層のアレスト性が不足するため十分な落重試験特性を確保することが困難である。   Moreover, the steel plate used for a liquefied gas carrier ship needs to be equipped with the high brittle cracking resistance on the use. That is, from the viewpoint of suppressing the occurrence of brittle cracks, it is necessary to increase the toughness of the weld heat affected zone (hereinafter abbreviated as “HAZ”) and to improve the base metal arrest characteristics from the viewpoint of stopping the propagation of brittle cracks. . The drop weight test is the most common and simple method used for welding construction tests by the classification society as an indicator of the base metal arrest characteristics, but as a high-strength steel manufacturing method, Therefore, it is difficult to ensure sufficient drop weight test characteristics.

液化ガスの運搬に利用される液化ガス運搬船のうち、最も建造実績が多いLPG船は、LPGの運搬だけでなく、アンモニア、塩化ビニル等、多様な液化ガスの運搬にも使用されている。LPG船が多目的船として使用され、特に無水アンモニアも積載する場合、硫化物応力腐食割れ(以下、「SSC」と略記する。)に注意する必要がある。SSCは腐食反応によって発生した水素が硫化水素の存在により多量に鋼中に侵入するために生じる水素脆化割れの一種であると考えられている。鋼のSSCの発生のしやすさ(以下、「SSC感受性」と略記する。)は、その化学組成、ミクロ組織等の影響を受ける。鋼の低温靭性を改善するには鋼にNiを含有させるのが有効であることがよく知られているが、非特許文献1に記載されているように、Niを含有させると、活性経路割れ(Active Pass Corrosion:APC)機構による割れを助長し、耐SSC性が劣化する。このため、SSCを考慮すべき環境で鋼板を使用する場合には、鋼の低温靱性改善のためにNiを含有させることはできない。   Among the liquefied gas carriers used for transporting liquefied gas, the LPG ship with the most construction results is used not only for transporting LPG but also for transporting various liquefied gases such as ammonia and vinyl chloride. When an LPG ship is used as a multi-purpose ship and is also loaded with anhydrous ammonia, it is necessary to pay attention to sulfide stress corrosion cracking (hereinafter abbreviated as “SSC”). SSC is considered to be a type of hydrogen embrittlement cracking that occurs because a large amount of hydrogen generated by a corrosion reaction penetrates into steel due to the presence of hydrogen sulfide. The ease of occurrence of SSC in steel (hereinafter abbreviated as “SSC sensitivity”) is affected by its chemical composition, microstructure, and the like. It is well known that it is effective to contain Ni in the steel to improve the low temperature toughness of the steel. However, as described in Non-Patent Document 1, when Ni is contained, active path cracking occurs. (Active Pass Corrosion: APC) mechanism promotes cracking and SSC resistance is degraded. For this reason, when using a steel plate in an environment where SSC should be considered, Ni cannot be contained for improving the low temperature toughness of the steel.

この問題を解決するために、特許文献1には鋼を低合金化するとともに、Bを含有させることが開示されている。ここでは、鋼の強度(以下、「母材強度」と略記する。)を確保するとともに、HAZの硬さ上昇を抑制し、鋼のSSC感受性を抑制できるとされている。   In order to solve this problem, Patent Document 1 discloses that steel is alloyed and B is contained. Here, it is said that the strength of steel (hereinafter abbreviated as “base material strength”) can be secured, the increase in hardness of HAZ can be suppressed, and the SSC sensitivity of steel can be suppressed.

また、特許文献2には、Bを含有させずに低C化を図ることによって焼入れ性を低下させてHAZの硬化を防止する一方、Nbを含有させ、その析出硬化作用を利用して母材強度の不足分を補う発明が開示されている。   In addition, Patent Document 2 discloses that the hardenability is reduced by reducing C without containing B to prevent the hardening of HAZ, while Nb is contained and the base material is utilized by utilizing its precipitation hardening action. An invention that compensates for the lack of strength is disclosed.

特許文献3にはTiを含有せず、Nbを添加することで、大型構造用部材として使用可能な高アレスト特性を持つ高張力鋼板の発明が開示されている。特許文献4には表層のアレスト特性に着目し、NDT温度(nil ductility transition temperature:無延性遷移温度)が−70℃以下という十分な落重試験特性を持った鋼板の製造方法が開示されている。特許文献5にはHAZ靭性と耐SSC性能に優れた高張力鋼板の製造方法が開示されている。   Patent Document 3 discloses an invention of a high-tensile steel plate having high arrest characteristics that can be used as a large structural member by adding Nb without containing Ti. Patent Document 4 discloses a method for producing a steel sheet having sufficient drop weight test characteristics such that the NDT temperature (nil ductility transition temperature) is −70 ° C. or less, paying attention to the arrest characteristics of the surface layer. . Patent Document 5 discloses a method for producing a high-tensile steel plate having excellent HAZ toughness and SSC resistance.

特開昭55−76044号公報JP 55-76044 A 特開平2−8322号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2-8322 特開2000−45021号公報JP 2000-45021 A 特開平9−104948号公報JP-A-9-104948 特開2012−92377号公報JP 2012-92377 A

山根康義ほか、硫化物環境下での低合金鋼の応力腐食割れ挙動、川崎製鉄技報、第17巻(1985)第2号、178〜184頁Yasuyoshi Yamane et al., Stress Corrosion Cracking Behavior of Low Alloy Steels in Sulfide Environment, Kawasaki Steel Technical Report, Vol. 17 (1985) No. 2, pp. 178-184

LPG運搬船に用いられる鋼板としては、容量の拡大、安全性の向上などの要求に応えるため、引張強さ(TS)が720〜950MPa程度で、板厚が50mm以上の高張力鋼の使用が検討されている。   For steel plates used in LPG carriers, in order to meet demands for capacity expansion and safety improvements, the use of high strength steel with a tensile strength (TS) of about 720 to 950 MPa and a plate thickness of 50 mm or more is considered. Has been.

しかしながら、特許文献1および2に記載の鋼は、いずれも引張強さ(TS)が580〜700MPa程度であり、上記の要求に応えることはできない。   However, the steels described in Patent Documents 1 and 2 both have a tensile strength (TS) of about 580 to 700 MPa and cannot meet the above requirements.

さらに、LPG運搬船、圧力容器などの素材には、脆性亀裂の伝播停止の観点から、母材のアレスト特性の向上が必要とされる。母材アレスト性の推定に用いられる指針としては、NRL(Naval Research Laboratory)落重試験が最も一般的かつ簡便な手法であり、船級協会による溶接施工試験の際にはシャルピー衝撃試験の代替として実施されることもある。   Further, materials such as LPG carriers and pressure vessels are required to improve the arrest characteristics of the base material from the viewpoint of stopping the propagation of brittle cracks. NRL (Naval Research Laboratory) drop weight test is the most common and simple method for estimating the arrestability of the base metal, and is an alternative to the Charpy impact test for welding construction tests by the classification society. Sometimes it is done.

特許文献3に開示された高張力鋼は、強度・靭性、およびアレスト性において十分な特性を持っているものの、オフライン焼入れ・焼戻し製法を選択しているため、NRL落重試験において重要となる表層のアレスト性を確保することが困難である。また、特許文献4に開示された発明ではTSが490MPa程度と低く、また板厚も16mm〜40mmであり、上記要求に応えることができない。さらに、特許文献5に開示された発明では、表層のアレスト性に着目した発明ではないため、表層のアレスト性に優れた鋼板の製造方法が十分に開示されているとは言えない。   The high-strength steel disclosed in Patent Document 3 has sufficient properties in strength, toughness, and arrestability, but since an off-line quenching / tempering method is selected, it is an important surface layer in the NRL drop weight test. It is difficult to ensure the arrestability. Moreover, in the invention disclosed in Patent Document 4, TS is as low as about 490 MPa, and the plate thickness is 16 mm to 40 mm. Furthermore, since the invention disclosed in Patent Document 5 is not an invention that focuses on the arrestability of the surface layer, it cannot be said that a method of manufacturing a steel sheet that is excellent in the arrestability of the surface layer is sufficiently disclosed.

本発明は、このような状況に鑑み、硫化物応力腐食割れに対して有害なNiを用いることなく、TSが720MPa以上の高い強度と高い靭性を併せ持ち、HAZにおける低温靭性および母材表層のアレスト性に優れた高張力鋼板を低コストで提供することを目的とする。   In view of such circumstances, the present invention has a high strength of TS of 720 MPa or more and high toughness without using Ni which is harmful to sulfide stress corrosion cracking. An object is to provide a high-tensile steel sheet having excellent properties at low cost.

本発明者らは、上記の課題を解決するために、種々の検討を重ねた結果、次の(a)〜(c)に示す知見を得た。   In order to solve the above problems, the present inventors have made various studies, and as a result, have obtained the findings shown in the following (a) to (c).

(a) 高張力鋼板のHAZ靭性を改善するためには、焼入れ性を最適化してHAZの結晶組織をマルテンサイトとベイナイトからなる混合組織とすること、およびC含有量を低減して島状マルテンサイトの生成を抑制することが重要である。しかし、C含有量を低減した場合、強度を確保するために多量の合金元素を添加することが必要になり、製造コストの観点から好ましくない。本発明では、特に高コストであるMoの含有量を最低限に抑えるために、C含有量を増加させることとする。   (a) In order to improve the HAZ toughness of the high-tensile steel sheet, the hardenability is optimized to make the HAZ crystal structure a mixed structure composed of martensite and bainite, and the C content is reduced to reduce the island-shaped martens. It is important to suppress the generation of sites. However, when the C content is reduced, it is necessary to add a large amount of alloy elements to ensure the strength, which is not preferable from the viewpoint of manufacturing cost. In the present invention, the C content is increased in order to minimize the Mo content, which is particularly expensive.

C含有量の増加により劣化するHAZ靭性は、Si含有量を低減することで向上させることができる。Si含有量を低減すれば、Cが母材に固溶されやすくなり、結果として島状マルテンサイトの形成を抑制し、HAZの低温靭性を向上させることができるからである。   The HAZ toughness that deteriorates as the C content increases can be improved by reducing the Si content. If the Si content is reduced, C is easily dissolved in the base material, and as a result, formation of island martensite can be suppressed and the low temperature toughness of the HAZ can be improved.

(b) 鋼板に脆性破壊が生じるのは、亀裂の先端における局部応力が鋼板の特性である限界微視的破壊応力以上になるときである。したがって、鋼板の耐破壊特性を向上させるには、鋼板の限界破壊応力を向上させるか、または亀裂先端の局部応力を低下させればよい。   (b) Brittle fracture occurs in the steel sheet when the local stress at the tip of the crack is equal to or greater than the critical microscopic fracture stress, which is a characteristic of the steel sheet. Therefore, in order to improve the fracture resistance of the steel plate, the critical fracture stress of the steel plate may be improved or the local stress at the crack tip may be reduced.

まず鋼板の限界破壊応力を向上させるには、鋼板の金属組織を微細化することが有効であり、結晶粒を微細化すればするほど鋼板の限界破壊応力は向上していく。そのためには、鋼板の焼入れ性を上げて鋼板表面の粒径を細かくする方法があるが、焼入れ性を上げるためには多くの合金元素を添加する必要があり、コストの高騰を招く。   First, in order to improve the critical fracture stress of a steel sheet, it is effective to refine the metal structure of the steel sheet, and the critical fracture stress of the steel sheet increases as the crystal grains are refined. For this purpose, there is a method of increasing the hardenability of the steel sheet and reducing the grain size on the surface of the steel sheet. However, in order to improve the hardenability, it is necessary to add many alloy elements, resulting in an increase in cost.

次に、亀裂先端の局部応力を低下させる方法として、セパレーションを利用することが一般に知られている。セパレーションとは集合組織が発達した鋼板において、鋼板の板厚方向に生じる縦割れのことである。このセパレーションが発生すると、亀裂先端の拘束が解放され、結果的に局部応力を低下させるため、脆性破壊が起こりにくくなる。   Next, as a method of reducing the local stress at the crack tip, it is generally known to use separation. Separation is a vertical crack that occurs in the thickness direction of a steel sheet in which a texture has developed. When this separation occurs, the crack tip restraint is released, and as a result, the local stress is reduced, so that brittle fracture is less likely to occur.

(c) つまり、鋼板の組織を細粒化しつつ、十分に集合組織を発達させることが脆性破壊特性を向上させるのに必要である。本発明者らは検討を重ねた結果、鋼板表面1mm以内における板厚方向の平均フェライト結晶粒径が10μm以下になるよう圧延を実施すれば、十分に集合組織が発達した鋼板を得ることができ、鋼板表層のNDT温度が−50℃未満を達成できることを見出した。   (c) In other words, it is necessary to improve the brittle fracture characteristics by sufficiently developing the texture while refining the structure of the steel sheet. As a result of repeated studies, the inventors can obtain a steel sheet with a sufficiently developed texture if rolling is performed so that the average ferrite crystal grain size in the thickness direction within 1 mm of the steel sheet surface is 10 μm or less. It was found that the NDT temperature of the steel sheet surface layer can achieve less than -50 ° C.

このとき、圧延時の温度がAr点を大幅に下回ると、鋼板表層にフェライト相が過度に析出し始めて、鋼板の限界破壊応力が低下するため、落重試験特性が劣化する。したがって、鋼板の圧延方向に平行な表層から1mm以内の領域はベイナイト相の面積率が85〜99%とフェライト相の面積率が1%〜15%の混合組織とすればよい。このような混合組織は、例えば、(Ar点+30℃)以下の仕上温度で圧延を完了させ、(Ar点−30℃)以上の温度から水冷することで得ることができる。 At this time, if the temperature at the time of rolling is significantly lower than the Ar 3 point, the ferrite phase starts to be excessively precipitated on the surface layer of the steel sheet, and the critical fracture stress of the steel sheet is lowered, so that the drop weight test characteristics are deteriorated. Therefore, the area within 1 mm from the surface layer parallel to the rolling direction of the steel sheet may have a mixed structure in which the area ratio of the bainite phase is 85 to 99% and the area ratio of the ferrite phase is 1% to 15%. Such a mixed structure can be obtained, for example, by completing rolling at a finishing temperature of (Ar 3 points + 30 ° C.) or lower and water cooling from a temperature of (Ar 3 points−30 ° C.) or higher.

また、表層では上述したとおり、フェライトとベイナイトの混合組織が有効であるが、鋼板内部では強度と靭性の両方を確保するためにベイナイトとマルテンサイトの混合組織とするのがよい。すなわち、鋼板内部にて目標の強度と靭性を達成するには、鋼板の板厚tの(1/4)t位置から(1/2)t位置までの間の領域はベイナイトとマルテンサイトの混合組織からなり、さらに、鋼板の板厚tの(1/4)t位置における結晶粒の、圧延方向の粒径Prの板厚方向の粒径Ptに対する比Pr/Ptを4以上とするのがよい。   Further, as described above, a mixed structure of ferrite and bainite is effective in the surface layer, but a mixed structure of bainite and martensite is preferably used in the steel sheet to ensure both strength and toughness. That is, in order to achieve the target strength and toughness inside the steel sheet, the region between the (1/4) t position and the (1/2) t position of the sheet thickness t of the steel sheet is a mixture of bainite and martensite. Further, the ratio Pr / Pt of the crystal grain at the (1/4) t position of the thickness t of the steel sheet to the grain size Pt in the thickness direction of the rolling direction is 4 or more. Good.

本発明に係る高張力鋼板は、このような知見に基づいて完成したものであり、次の(1)〜(3)に示す高張力鋼板および(4)に示す高張力鋼板の製造方法をその要旨とする。以下、それぞれ、「本発明(1)」〜「本発明(4)」という。本発明(1)〜本発明(4)を総称して、「本発明」ということがある。   The high-tensile steel plate according to the present invention has been completed based on such knowledge, and the following high-strength steel plate shown in (1) to (3) and the method for producing a high-tensile steel plate shown in (4) The gist. Hereinafter, they are referred to as “present invention (1)” to “present invention (4)”, respectively. The present invention (1) to the present invention (4) may be collectively referred to as “the present invention”.

(1)質量%で、C:0.10〜0.20%、Si:0.02〜0.25%、Mn:0.7〜1.6%、P:0.02%以下、S:0.008%以下、Cr:0.5〜1.2%、Mo:0.1%以上かつ0.3%未満、Ti:0.004〜0.025%、B:0.0005〜0.003%、Al:0.01〜0.05%およびN:0.01%以下を含有し、残部がFeおよび不純物からなる化学組成を有する鋼板であって、
鋼板の圧延方向に平行な表層から1mm以内の領域はベイナイト相の面積率が85〜99%とフェライト相の面積率が1%〜15%の混合組織からなり、かつ、鋼板の圧延方向に平行な表層から1mm以内の領域における板厚方向の平均フェライト結晶粒径が10μm以下であり、そして、
鋼板の板厚tの(1/4)t位置から(1/2)t位置までの間の領域はベイナイトとマルテンサイトの混合組織からなり、さらに、鋼板の板厚tの(1/4)t位置における結晶粒の、圧延方向の粒径Prの板厚方向の粒径Ptに対する比Pr/Ptが4以上であることを特徴とする高張力鋼板。
(1) By mass%, C: 0.10 to 0.20%, Si: 0.02 to 0.25%, Mn: 0.7 to 1.6%, P: 0.02% or less, S: 0.008% or less, Cr: 0.5-1.2%, Mo: 0.1% or more and less than 0.3%, Ti: 0.004-0.025%, B: 0.0005-0. A steel sheet containing 003%, Al: 0.01 to 0.05% and N: 0.01% or less, the balance having a chemical composition consisting of Fe and impurities,
The region within 1 mm from the surface layer parallel to the rolling direction of the steel sheet is composed of a mixed structure in which the area ratio of the bainite phase is 85 to 99% and the area ratio of the ferrite phase is 1% to 15%, and is parallel to the rolling direction of the steel sheet. The average ferrite crystal grain size in the thickness direction in the region within 1 mm from the surface layer is 10 μm or less, and
The region between the (1/4) t position and the (1/2) t position of the sheet thickness t of the steel sheet is composed of a mixed structure of bainite and martensite, and further, (1/4) of the sheet thickness t of the steel sheet. A high-tensile steel sheet, wherein a ratio Pr / Pt of a grain size Pr in a rolling direction to a grain size Pt in a plate thickness direction is 4 or more.

(2)さらに、質量%で、V:0.1%以下およびNb:0.02%以下の一方または両方を含有することを特徴とする、上記(1)の高張力鋼板。   (2) The high-strength steel sheet according to (1) above, further containing one or both of V: 0.1% or less and Nb: 0.02% or less by mass%.

(3)さらに、質量%で、Sn:0.50%以下を含有することを特徴とする、上記(1)または(2)の高張力鋼板。   (3) The high-strength steel sheet according to (1) or (2) above, further containing Sn: 0.50% or less by mass%.

(4)次の(i)〜(iii)の工程を有することを特徴とする上記(1)〜(3)のいずれかに記載の高張力鋼板の製造方法。
(i) 上記(1)〜(3)のいずれかの化学組成を有するスラブを1000〜1200℃の温度に加熱し、その温度範囲で均熱する工程、
(ii) デスケーリングした後、圧延し、(Ar点+30℃)以下(ただし、(Ar 点+30℃)を除く。)の仕上温度で圧延を完了させ、(Ar点−30℃)以上の温度から、5℃/sec以上の冷却速度で350℃以下まで水冷する工程、および
(iii) 500℃以上かつAc点以下の温度に再加熱し、冷却する工程。
(4) The method for producing a high-tensile steel plate according to any one of (1) to (3) above, comprising the following steps (i) to (iii):
(i) a step of heating the slab having the chemical composition of any one of (1) to (3) to a temperature of 1000 to 1200 ° C. and soaking in the temperature range;
(ii) After descaling and rolling, rolling is completed at a finishing temperature of (Ar 3 points + 30 ° C.) or less (excluding (Ar 3 points + 30 ° C.)) , and (Ar 3 points −30 ° C.) Water cooling from the above temperature to 350 ° C. or less at a cooling rate of 5 ° C./sec or more, and
(iii) A step of reheating and cooling to a temperature of 500 ° C. or more and Ac 1 point or less.

本発明によれば、硫化物応力腐食割れに対して有害なNiを用いることなく、TSが720MPa以上の高い強度と高い靭性を併せ持ち、HAZにおける低温靭性および母材表層のアレスト性に優れた高張力鋼板を低コストで提供することができる。   According to the present invention, TS has a high strength of not less than 720 MPa and high toughness without using Ni harmful to sulfide stress corrosion cracking, and has excellent low temperature toughness in HAZ and excellent arrestability of the base material surface layer. Tensile steel sheets can be provided at low cost.

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)高張力化学組成について
C:0.10〜0.20%
Cは、鋼の強度を高めるとともに鋼の焼入れ性を高める作用があるので、0.10%以上含有させる必要がある。他方、C含有量が過剰であると、HAZの硬さが過度に高くなるとともに、島状マルテンサイトの生成量が増加する。このため、低温継手靱性が損なわれる。これを避けるためにC含有量は0.20%以下とする必要がある。したがって、C含有量は0.10〜0.20%とする。望ましいC含有量の下限は0.11%であり、望ましいC含有量の上限は0.15%である。
(A) About high-tensile chemical composition C: 0.10 to 0.20%
C has the effect of increasing the strength of the steel and improving the hardenability of the steel, so it is necessary to contain 0.10% or more. On the other hand, if the C content is excessive, the hardness of the HAZ becomes excessively high and the amount of island martensite generated increases. For this reason, low temperature joint toughness is impaired. In order to avoid this, the C content needs to be 0.20% or less. Therefore, the C content is 0.10 to 0.20%. The lower limit of the desirable C content is 0.11%, and the upper limit of the desirable C content is 0.15%.

Si:0.02〜0.25%
Siは、脱酸元素として有用であり、また鋼の強度を高める作用もあるので、0.02%以上含有させる必要がある。一方、島状マルテンサイトの生成を抑制するために母材へのSi固溶を避ける必要があるため、Si含有量は0.25%以下に制限する必要がある。したがって、Si含有量は0.02〜0.25%とする。Si含有量の好ましい下限は0.03%であり、好ましい上限は0.20%である。
Si: 0.02-0.25%
Si is useful as a deoxidizing element and also has an effect of increasing the strength of steel, so it is necessary to contain 0.02% or more. On the other hand, since it is necessary to avoid Si solid solution in the base material in order to suppress the formation of island martensite, the Si content needs to be limited to 0.25% or less. Therefore, the Si content is 0.02 to 0.25%. The preferable lower limit of the Si content is 0.03%, and the preferable upper limit is 0.20%.

Mn:0.7〜1.6%
Mnは、焼入れ性を高めて鋼の強度および靭性を確保する上で不可欠な元素であり、0.7%以上含有させる必要がある。しかしながら、Mn含有量が1.6%を超えると、低温継手靭性の劣化が顕著となる。したがって、Mnの含有量は0.7〜1.6%とする。Mn含有量の好ましい下限は0.9%であり、好ましい上限は1.4%である。
Mn: 0.7 to 1.6%
Mn is an element indispensable for enhancing the hardenability and ensuring the strength and toughness of the steel, and it is necessary to contain 0.7% or more. However, when the Mn content exceeds 1.6%, the deterioration of the low temperature joint toughness becomes remarkable. Therefore, the Mn content is set to 0.7 to 1.6%. The minimum with preferable Mn content is 0.9%, and a preferable upper limit is 1.4%.

P:0.02%以下、S:0.008%以下
PおよびSは、いずれも不純物として鋼板に混入する元素であり、なるべく低いほうが靱性の面からは望ましい。靭性の確保と経済性の両立を考えた場合、Pの含有量は0.02%まで、Sの含有量は0.008%まで、それぞれ許容できる。
P: 0.02% or less, S: 0.008% or less Each of P and S is an element mixed in the steel sheet as an impurity, and it is desirable that it is as low as possible from the viewpoint of toughness. When considering the balance between securing toughness and economy, the P content is acceptable up to 0.02%, and the S content is acceptable up to 0.008%.

Cr:0.5〜1.2%
Crは、鋼の焼入れ性を向上させると共に、強度および靭性を大きく改善する効果があるので、0.5%以上含有させる必要がある。しかしながら、その含有量が1.2%を超えると、継手部の靭性、特に低温靱性が劣化する。したがって、Cr含有量は、0.5〜1.2%とする。Cr含有量の好ましい下限は0.6%であり、好ましい上限は1.1%である。
Cr: 0.5 to 1.2%
Cr has the effect of improving the hardenability of steel and greatly improving the strength and toughness, so it is necessary to contain 0.5% or more. However, if its content exceeds 1.2%, the toughness of the joint, particularly the low temperature toughness, deteriorates. Therefore, the Cr content is 0.5 to 1.2%. The minimum with preferable Cr content is 0.6%, and a preferable upper limit is 1.1%.

Mo:0.1%以上かつ0.3%未満
Moは、MnおよびCrと同様に、強度と靭性を改善する効果があるので、0.1%以上含有させる。しかしながら、Mo含有量が0.3%以上であるとHAZ靭性が劣化し、コスト高騰も顕著となる。したがって、Mo含有量は0.1%以上かつ0.3%未満とする。Mo含有量の好ましい下限は0.15%であり、好ましい上限は0.28%である。
Mo: 0.1% or more and less than 0.3% Mo, like Mn and Cr, has the effect of improving strength and toughness, so it is contained in an amount of 0.1% or more. However, if the Mo content is 0.3% or more, the HAZ toughness is deteriorated, and the cost increase becomes remarkable. Therefore, the Mo content is 0.1% or more and less than 0.3%. The minimum with preferable Mo content is 0.15%, and a preferable upper limit is 0.28%.

Ti:0.004〜0.025%
Tiは、スラブ加熱時のオーステナイト粒径の粗大化を抑制して、母材靭性を改善することができるので、0.004%以上含有させる必要がある。しかしながら、0.025%を超えるとその効果が頭打ちとなるだけでなく、炭化物を生成しHAZ靭性が劣化する。したがって、Ti含有量は0.004〜0.025%以下とする。Ti含有量の好ましい下限は0.01%であり、好ましい上限は0.02%である。
Ti: 0.004 to 0.025%
Ti can suppress the coarsening of the austenite grain size at the time of slab heating and can improve the base material toughness, so it is necessary to contain 0.004% or more. However, if it exceeds 0.025%, not only does the effect reach its peak, but carbides are produced and the HAZ toughness deteriorates. Therefore, the Ti content is 0.004 to 0.025% or less. The preferable lower limit of the Ti content is 0.01%, and the preferable upper limit is 0.02%.

B:0.0005〜0.003%
Bは、微量の添加で焼入れ性を向上させることができるので、0.0005%以上含有させる必要がある。しかしながら、その含有量が0.003%を超えると、溶接性の劣化が著しい。したがって、B含有量は0.0005〜0.003%とする。B含有量の好ましい下限は0.0010%であり、好ましい上限は0.0020%である。
B: 0.0005 to 0.003%
Since B can improve the hardenability by adding a small amount, it is necessary to contain B in an amount of 0.0005% or more. However, when the content exceeds 0.003%, the weldability is remarkably deteriorated. Therefore, the B content is set to 0.0005 to 0.003%. The minimum with preferable B content is 0.0010%, and a preferable upper limit is 0.0020%.

Al:0.01〜0.05%
Alは、脱酸に有効であるとともに、窒化物を生成して結晶粒の微細化にも有効であるので、0.01%以上含有させる。しかしながら、0.05%を超えるとその効果は飽和する。したがって、Al含有量は0.01〜0.05%とする。Al含有量の好ましい下限は0.015%であり、好ましい上限は0.04%である。なお、Al含有量とは、酸可溶性Al(sol.Al)の含有量を意味する。
Al: 0.01 to 0.05%
Al is effective for deoxidation and also effective for forming nitrides and making crystal grains finer. Therefore, Al is contained in an amount of 0.01% or more. However, if it exceeds 0.05%, the effect is saturated. Therefore, the Al content is set to 0.01 to 0.05%. The minimum with preferable Al content is 0.015%, and a preferable upper limit is 0.04%. In addition, Al content means content of acid-soluble Al (sol.Al).

N:0.01%以下
Nは、不純物として鋼板に混入する元素であり、Bと反応するとBNを生成するので、その分Bの上記効果を低減させる。よって、Nの含有量は低い方が好ましいが、0.01%まで許容できる。
N: 0.01% or less N is an element mixed in the steel sheet as an impurity, and reacts with B to generate BN. Therefore, although the content of N is preferably low, it is acceptable up to 0.01%.

本発明に係る高張力鋼板は、上記の化学組成を有し、残部がFeおよび不純物からなる。ここで、不純物とは、鋼板を工業的に製造する際に鉱石やスクラップ等のような原料をはじめとして製造工程の種々の要因によって混入する成分を意味する。   The high-tensile steel plate according to the present invention has the above-described chemical composition, and the balance is made of Fe and impurities. Here, an impurity means the component mixed by various factors of a manufacturing process including raw materials, such as an ore and a scrap, when manufacturing a steel plate industrially.

本発明に係る高張力鋼板は、次のとおり、上記の元素のほかに、V、NbおよびSnのうち、少なくとも1種を含有させてもよい。各元素の含有目的および好ましい含有量の範囲は下記の通りである。   The high-tensile steel plate according to the present invention may contain at least one of V, Nb and Sn in addition to the above elements as follows. The purpose of inclusion of each element and the range of the preferred content are as follows.

V:0.1%以下
Vは、鋼板を焼戻しした際の強度低下を抑制する効果を有するので、必要に応じて含有させてもよい。ただし、その含有量が0.1%を超えると、溶接性の劣化を招く。よって、Vを含有させる場合には、その含有量を0.1%以下とする。上記の効果を得たい場合は、Vを0.01%以上含有させるのが好ましい。
V: 0.1% or less V has an effect of suppressing a reduction in strength when the steel sheet is tempered, and may be contained as necessary. However, if the content exceeds 0.1%, weldability is deteriorated. Therefore, when V is contained, the content is made 0.1% or less. When it is desired to obtain the above effect, it is preferable to contain V by 0.01% or more.

Nb:0.02%以下
Nbは、Vと同様に、焼戻し時の強度低下を抑制する効果を有し、圧延時、結晶を細粒化して靭性を向上させる効果を有しているため、必要に応じて含有させてもよい。ただし、その含有量が0.02%を超えると、溶接性およびHAZ靭性の劣化を招く。よって、Nbを含有させる場合には、その含有量を0.02%以下とする。上記の効果を得たい場合は、Nbを0.005%以上含有させるのが好ましい。
Nb: 0.02% or less Nb, like V, has the effect of suppressing strength reduction during tempering, and is necessary because it has the effect of improving the toughness by refining crystals during rolling. You may make it contain according to. However, when the content exceeds 0.02%, deterioration of weldability and HAZ toughness is caused. Therefore, when Nb is contained, the content is set to 0.02% or less. In order to obtain the above effect, it is preferable to contain Nb in an amount of 0.005% or more.

Sn:0.50%以下
Snは、Sn2+となって溶解し、酸性塩化物溶液中でのインヒビター作用により腐食を抑制する作用を有する。また、Fe3+を速やかに還元させ、酸化剤としてのFe3+濃度を低減する作用を有することにより、Fe3+の腐食促進作用を抑制するので、高飛来塩分環境における耐候性を向上させる。このため、必要に応じて含有させてもよい。ただし、その含有量が0.50%を超えると、これらの効果は飽和する。よって、Snを含有させる場合には、その含有量を0.50%以下とする。上記の効果を得たい場合は、Snを0.03%以上含有させるのが好ましい。
Sn: 0.50% or less Sn dissolves as Sn 2+ and has an action of inhibiting corrosion by an inhibitor action in an acidic chloride solution. Further, rapidly to reduce the Fe 3+, by having an effect of reducing Fe 3+ concentration as oxidizing agent, since inhibit corrosion promoting effect of Fe 3+, thereby improving the weather resistance in high airborne salt environments. For this reason, you may make it contain as needed. However, when the content exceeds 0.50%, these effects are saturated. Therefore, when it contains Sn, the content shall be 0.50% or less. When it is desired to obtain the above effects, it is preferable to contain 0.03% or more of Sn.

(B)高張力鋼板の組織について
(B−1)鋼板の圧延方向に平行な表層から1mm以内の領域の組織について
鋼板表層のNDT温度が−50℃未満を達成でき、かつ、落重試験特性を高めて母材表層のアレスト性に優れた高張力鋼板を得るためには、鋼板の組織を細粒化しつつ、十分に集合組織を発達させることが脆性破壊特性を向上させるのに必要である。具体的には、鋼板の圧延方向に平行な表層から1mm以内の領域において、板厚方向の平均フェライト結晶粒径が10μm以下であり、かつ、ベイナイト相の面積率が85〜99%とフェライト相の面積率が1%〜15%の混合組織とすることが必要である。
(B) About structure of high-tensile steel sheet (B-1) About structure of region within 1 mm from surface layer parallel to rolling direction of steel sheet NDT temperature of steel sheet surface layer can achieve less than −50 ° C. and drop weight test characteristics In order to improve the brittle fracture characteristics, it is necessary to sufficiently develop the texture while reducing the structure of the steel sheet in order to obtain a high-tensile steel sheet with excellent arrestability on the surface layer of the base material . Specifically, in a region within 1 mm from the surface layer parallel to the rolling direction of the steel sheet, the average ferrite crystal grain size in the sheet thickness direction is 10 μm or less, and the area ratio of the bainite phase is 85 to 99%. It is necessary to make a mixed structure having an area ratio of 1% to 15%.

このような組織を得るには製造プロセスにおける圧延工程が重要となる。圧延温度が高すぎれば十分に集合組織が発達せず、表層組織の微細化も不十分なので、所望の落重試験特性を得ることはできない。また、水冷開始温度が低すぎれば、鋼板表層にフェライト相が過度に析出し始め鋼板の限界破壊応力が低下するため、落重試験特性は劣化する。具体的には、(Ar点+30℃)以下の仕上温度で圧延を完了させ、引き続き(Ar点−30℃)以上の温度から水冷することで、このような組織が得られる。 In order to obtain such a structure, the rolling step in the manufacturing process is important. If the rolling temperature is too high, the texture does not develop sufficiently, and the surface layer structure is not sufficiently refined, so that desired drop weight test characteristics cannot be obtained. On the other hand, if the water cooling start temperature is too low, the ferrite phase begins to be excessively precipitated on the surface layer of the steel sheet, and the critical fracture stress of the steel sheet is lowered. Specifically, such a structure can be obtained by completing rolling at a finishing temperature of (Ar 3 points + 30 ° C.) or lower and subsequently cooling with water from a temperature of (Ar 3 points−30 ° C.) or higher.

なお、鋼板の圧延方向に平行な表層から1mm以内の領域における板厚方向の平均フェライト結晶粒径は、鋼板の圧延方向および板厚方向に平行な面が露出するように鋼板を切り出し、研磨後、ナイタール(2〜5%(体積分率)の硝酸エタノール溶液)または適切な腐食液を用いてフェライト結晶粒界を現出させて表層から1mm以内の領域のミクロ組織観察写真を撮り、写真に任意に引いた直線に交わる結晶粒の1結晶粒当たりの平均線分長を測定することによって、求めることができる。   The average ferrite crystal grain size in the plate thickness direction in the region within 1 mm from the surface layer parallel to the rolling direction of the steel plate is obtained by cutting and grinding the steel plate so that the surface parallel to the rolling direction and the plate thickness direction of the steel plate is exposed. , Nittal (2-5% (volume fraction) of nitric acid ethanol solution) or an appropriate corrosive solution is used to reveal the ferrite grain boundary and take a microscopic observation photograph of the area within 1 mm from the surface layer. It can be determined by measuring the average line segment length per crystal grain of a crystal grain intersecting with an arbitrarily drawn straight line.

(B−2)鋼板の板厚方向の組織について
鋼板の内部における組織は、鋼板の強度と靭性に大きく寄与する。したがって、鋼板内部では、強度と靭性を確保するために、高靭性を有するベイナイト組織と高強度特性を有するマルテンサイト組織を組み合わせる。具体的には、板厚tの(1/4)t位置から(1/2)t位置までの間の領域において、ベイナイト組織とマルテンサイト組織の混合組織とする。その他の組織も鋼中に存在してもよいが、5%以下に抑える必要がある。面積率で、ベイナイト組織が70〜90%と、マルテンサイト組織が10〜30%からなる混合組織とするのが好ましい。
(B-2) About the structure of the steel plate in the thickness direction The structure inside the steel plate greatly contributes to the strength and toughness of the steel plate. Therefore, in order to ensure strength and toughness, a bainite structure having high toughness and a martensite structure having high strength characteristics are combined inside the steel plate. Specifically, a mixed structure of a bainite structure and a martensite structure is used in a region between the (1/4) t position and the (1/2) t position of the sheet thickness t. Other structures may also be present in the steel, but should be kept to 5% or less. In terms of area ratio, it is preferable to have a mixed structure comprising a bainite structure of 70 to 90% and a martensite structure of 10 to 30%.

さらに、靱性を確保するために、本発明では、鋼板の板厚tの(1/4)t位置における結晶粒の、圧延方向の粒径Prの板厚方向の粒径Ptに対する比Pr/Ptを4以上とする必要がある。   Furthermore, in order to ensure toughness, in the present invention, the ratio Pr / Pt of the crystal grain at the (1/4) t position of the sheet thickness t of the steel sheet to the grain size Pt in the sheet thickness direction of the grain size Pr in the rolling direction. Needs to be 4 or more.

ここで、鋼板の板厚の(1/4)t位置における結晶粒の、圧延方向の粒径Prの板厚方向の粒径Ptに対する比Pr/Ptは、鋼板の圧延方向および板厚方向に平行な面が露出するように鋼板を切り出し、鋼板の板厚tの(1/4)t近傍のミクロ組織観察写真を撮影し、視野内の任意の結晶粒を10個選び、それぞれの結晶粒から比を算出し平均すればよい。   Here, the ratio Pr / Pt of the grain at the (1/4) t position of the plate thickness of the steel plate to the particle size Pt in the plate thickness direction of the particle size Pr in the rolling direction is determined in the rolling direction and the plate thickness direction of the steel plate. Cut out the steel sheet so that the parallel planes are exposed, take a microstructural observation photograph in the vicinity of (1/4) t of the thickness t of the steel sheet, select 10 arbitrary crystal grains in the field of view, and select each crystal grain The ratio may be calculated from and averaged.

(C)高張力鋼板の製造方法について
上記のような高張力鋼板は、例えば、下記の工程を経て製造することができる。特に条件を明記した工程以外については、通常の条件を採用することができる。
(C) About the manufacturing method of a high strength steel plate The above high strength steel plates can be manufactured through the following processes, for example. Except for the steps in which conditions are specified, normal conditions can be adopted.

(C−1)スラブの準備
まず、前述した化学組成を有するスラブ(鋼塊)を用意する。スラブの製造方法は問わない。たとえば、連続鋳造法により製造すればよい。
(C-1) Preparation of Slab First, a slab (steel ingot) having the above-described chemical composition is prepared. The manufacturing method of slab is not ask | required. For example, it may be manufactured by a continuous casting method.

(C−2)加熱工程
スラブは1000〜1200℃で加熱し、その温度範囲で均熱するのがよい。加熱温度が1000℃以上では合金元素の固溶が十分となるので、強度を確保することができる。そして、加熱温度が1200℃以下であると結晶粒が微細となるので、靭性を確保することができる。均熱は、鋼板表面温度と鋼板内部の温度差が40℃以下となるまで行うのがよい。均熱時間は、設備仕様に従い、上記の加熱条件を満足するのに十分な時間とするのがよい。
(C-2) Heating process It is good to heat a slab at 1000-1200 degreeC, and to soak in the temperature range. When the heating temperature is 1000 ° C. or higher, the alloy element is sufficiently dissolved, so that the strength can be ensured. And since a crystal grain becomes fine when heating temperature is 1200 degrees C or less, toughness is securable. The soaking is preferably performed until the temperature difference between the steel sheet surface temperature and the steel sheet inside is 40 ° C. or less. The soaking time should be sufficient to satisfy the above heating conditions according to the equipment specifications.

(C−3)圧延工程
圧延前には、スラブをデスケーリングするのがよい。本発明で規定される化学組成を満足するスラブは、Si含有量が0.25%以下と低いため、スケールの成長が早く、圧延時にスケールに起因する鋼板表面疵が発生しやすい。よって、加熱炉から抽出されたスラブは圧延前にデスケーリングするのがよい。デスケーリングは圧延パス毎に行うことが好ましい。
(C-3) Rolling process Before rolling, the slab is preferably descaled. Since the slab satisfying the chemical composition defined in the present invention has a low Si content of 0.25% or less, the growth of the scale is fast, and the steel sheet surface flaw due to the scale tends to occur during rolling. Therefore, the slab extracted from the heating furnace is preferably descaled before rolling. Descaling is preferably performed for each rolling pass.

圧延後は加速冷却設備によって、直接焼入れを行う。圧延仕上げ温度が高すぎると鋼板表面の圧延組織が不十分なため、良好な表層アレスト特性が得られない。そのため、(Ar点+30℃)以下の仕上温度で圧延を完了することが重要である。なお、圧延完了温度は、引き続いて行う水冷との関係から、(Ar点−30℃)以上となる。好ましい圧延完了温度は、Ar点以上である。 After rolling, quenching is performed directly by accelerated cooling equipment. If the rolling finishing temperature is too high, the rolled structure on the surface of the steel sheet is insufficient, so that good surface layer arrest characteristics cannot be obtained. Therefore, it is important to complete the rolling at a finishing temperature of (Ar 3 points + 30 ° C.) or less. The rolling completion temperature is (Ar 3 points−30 ° C.) or higher because of the relationship with the subsequent water cooling. A preferable rolling completion temperature is Ar 3 or more.

水冷開始温度は、(Ar点−30℃)以上とする。水冷開始温度を(Ar点−30℃)以上とすると均一な焼入れ組織が得られ易く、また鋼板表層にフェライトが過度に析出することもないため、表層アレスト特性を確保することができる。なお、前工程の圧延仕上げ温度との関係から、水冷開始温度は(Ar点+30℃)を超えることはないが、もしも水冷開始温度が(Ar点+30℃)を超える場合には、結晶粒の粗大化を招く恐れがある。 The water cooling start temperature is set to (Ar 3 points-30 ° C.) or higher. When the water cooling start temperature is set to (Ar 3 points-30 ° C.) or higher, a uniform quenched structure is easily obtained, and ferrite does not excessively precipitate on the steel sheet surface layer, so that the surface layer arrest characteristic can be ensured. From the relationship with the rolling finish temperature in the previous step, the water cooling start temperature does not exceed (Ar 3 points + 30 ° C.), but if the water cooling start temperature exceeds (Ar 3 points + 30 ° C.), the crystal There is a risk of grain coarsening.

このとき、冷却は5℃/sec以上の冷却速度で350℃以下まで行う。特に、均一な焼入れ組織を得るためには、5℃/sec以上の冷却速度で、200℃以下の温度になるまで冷却することが好ましい。   At this time, the cooling is performed to 350 ° C. or lower at a cooling rate of 5 ° C./sec or higher. In particular, in order to obtain a uniform quenched structure, it is preferable to cool to a temperature of 200 ° C. or lower at a cooling rate of 5 ° C./sec or higher.

(C−4)焼戻し工程
焼入れ後は、最終工程として焼戻しを行う。具体的には、500℃以上かつAc点以下の温度に再加熱し、冷却する。焼戻し温度を500℃以上とすることによって、十分な焼戻し効果が得られ、低温靭性を確保することができる。ただし、焼戻し温度がAc点を超えると、本発明の化学組成を有する鋼板では、HT720級の強度を確保できないおそれがある。焼戻し後の鋼板は、空冷すればよい。焼戻し後、水冷を行うことで、更なる高靭性を得ることが可能であるが、本発明鋼は空冷でも十分な靭性を確保できる。
(C-4) Tempering step After quenching, tempering is performed as the final step. Specifically, it is reheated to a temperature of 500 ° C. or higher and Ac 1 point or lower and cooled. By setting the tempering temperature to 500 ° C. or higher, a sufficient tempering effect can be obtained and low temperature toughness can be ensured. However, if the tempering temperature exceeds 1 Ac, the steel sheet having the chemical composition of the present invention may not be able to ensure the strength of HT720 grade. The steel plate after tempering may be air-cooled. Although further high toughness can be obtained by performing water cooling after tempering, the steel of the present invention can ensure sufficient toughness even with air cooling.

なお、Ar点(℃)、Ac点(℃)およびAc点(℃)は、鋼板の化学組成および厚さt(mm)から、それぞれ、以下の式で計算するものとする。
Ar点=910−310C−80Mn−20Cu−15Cr−55Ni−80Mo+0.35(t−8)
Ac点=910.7−295.7C+61.2Si−30.3Mn+333.1P−27.1Cu−2.6Cr−27.5Ni−1.8Mo+70.9V
Ac点=712+20.1Si−17.8Mn−9.8Mo+11.9Cr−19.1Ni
(ここで、各式中の元素記号は、それぞれの元素の含有量(質量%)を意味する。)
In addition, Ar 3 point (° C.), Ac 3 point (° C.) and Ac 1 point (° C.) are calculated from the chemical composition and thickness t (mm) of the steel sheet according to the following equations, respectively.
Ar 3 points = 910-310C-80Mn-20Cu-15Cr-55Ni-80Mo + 0.35 (t-8)
Ac 3 points = 910.7-295.7C + 61.2Si-30.3Mn + 333.1P-27.1Cu-2.6Cr-27.5Ni-1.8Mo + 70.9V
Ac 1 point = 712 + 20.1Si-17.8Mn-19.8Mo + 11.9Cr-19.1Ni
(Here, the element symbol in each formula means the content (mass%) of each element.)

表1に示す化学組成を有する鋼をラボの真空溶解炉にて溶製し、得られた180kgのスラブを小型圧延機にて圧延し、得られた鋼板を熱処理して供試材(鋼No.1〜33)を得た。   Steel having the chemical composition shown in Table 1 was melted in a laboratory vacuum melting furnace, the obtained 180 kg slab was rolled with a small rolling mill, and the obtained steel plate was heat-treated to give a test material (steel No. 0.1-33).

Figure 0005825224
Figure 0005825224

表2に、各供試材についての製造条件を示す。   Table 2 shows the manufacturing conditions for each test material.

Figure 0005825224
Figure 0005825224

いずれの供試材においても、スラブの加熱後には、表2に示すスラブ加熱温度で60分間均熱を行った。各圧延パスでデスケーリングを行いながら、板厚50〜60mmまで圧延を行った後、直接焼入れをし、焼戻しをして大気中に放冷した。   In any specimen, after the slab was heated, soaking was performed for 60 minutes at the slab heating temperature shown in Table 2. While performing descaling in each rolling pass, the sheet was rolled to a thickness of 50 to 60 mm, then directly quenched, tempered and allowed to cool to the atmosphere.

得られた各供試材(鋼板No.1〜33)の板厚tの(1/4)t位置から、圧延方向に直角な方向に引張試験片を採取し、引張試験を行った。その結果を「母材YS(MPa)および母材TS(MPa)」として、表3に示す。   Tensile test pieces were sampled in the direction perpendicular to the rolling direction from the (1/4) t position of the thickness t of each of the obtained test materials (steel plates No. 1 to 33) and subjected to a tensile test. The results are shown in Table 3 as “base material YS (MPa) and base material TS (MPa)”.

また、得られた各供試材の板厚tの(1/4)t位置から、圧延方向に平行な方向にJIS4号試験片を採取し、延性−脆性遷移温度(vTrs)を測定した。その結果を「母材vTrs(℃)」として、表3に示す。   Further, from the (1/4) t position of the plate thickness t of each obtained test material, a JIS No. 4 test piece was taken in a direction parallel to the rolling direction, and the ductility-brittle transition temperature (vTrs) was measured. The results are shown in Table 3 as “base material vTrs (° C.)”.

また、各供試材の表面近傍からNRL落重試験片を採取し、NDT温度を求めた。その結果を「NDT温度(℃)」として、表3に示す。   Moreover, the NRL drop weight test piece was extract | collected from the surface vicinity of each test material, and NDT temperature was calculated | required. The results are shown in Table 3 as “NDT temperature (° C.)”.

また、各供試材を母材とする溶接継手を、入熱36kJ/cmのサブマージアーク溶接にて作製し、ノッチ位置をF.L.とするシャルピー試験を行った。その結果を「HAZ vE−50(J)」として、表3に示す。 In addition, a welded joint using each specimen as a base material was produced by submerged arc welding with a heat input of 36 kJ / cm, and the notch position was set to F.D. L. A Charpy test was conducted. The results are shown in Table 3 as “HAZ vE- 50 (J)”.

また、各供試材の表面近傍から試験片を採取し、圧延方向および板厚方向に平行な面を研磨後、ナイタール(2〜5%(体積分率)の硝酸エタノール溶液)により腐食させ、組織観察を行った。現出させたフェライト粒界を光学顕微鏡で観察し、板厚方向に引いた直線に交わる結晶粒の平均線分長を計測した。その結果を「鋼板表層1mm以内の平均粒径(μm)」として、表3に示す。   In addition, a test piece was collected from the vicinity of the surface of each specimen, and after polishing the surface parallel to the rolling direction and the plate thickness direction, it was corroded with nital (2-5% (volume fraction) nitric acid ethanol solution), Tissue observation was performed. The exposed ferrite grain boundaries were observed with an optical microscope, and the average line segment length of the crystal grains intersecting the straight line drawn in the thickness direction was measured. The results are shown in Table 3 as “average particle diameter (μm) within 1 mm of steel sheet surface layer”.

なお、上述のナイタールにより腐食処理した試験片からは、表層1mm以内のミクロ組織を観察し、ベイナイトとフェライトの面積率を測定した。面積率は以下の計算式により求めた。
ベイナイトの面積率(%)=(ベイナイト相の面積)/(視野全体の面積)×100
フェライトの面積率(%)=(フェライト相の面積)/(視野全体の面積)×100
In addition, from the test piece corrosion-treated with the above-mentioned nital, the microstructure within the surface layer of 1 mm was observed, and the area ratio of bainite and ferrite was measured. The area ratio was determined by the following calculation formula.
Area ratio of bainite (%) = (area of bainite phase) / (area of entire field of view) × 100
Area ratio of ferrite (%) = (area of ferrite phase) / (area of entire field of view) × 100

また、各供試材の板厚tの(1/4)t位置と(1/2)t位置からも試験片を採取し、同様にナイタールを用いて腐食させ、板厚tの(1/4)t位置から(1/2)t位置までの間の領域はベイナイト(B)とマルテンサイト(M)の混合組織であることを確認した。その結果を「鋼板の厚みtの(1/4)t位置から(1/2)t位置の間の領域における組織」として、表3に示す。   In addition, specimens were also taken from the (1/4) t position and (1/2) t position of the thickness t of each specimen, and similarly corroded using nital, and the thickness (1 / 4) It was confirmed that the region between the t position and the (1/2) t position was a mixed structure of bainite (B) and martensite (M). The results are shown in Table 3 as “structure in the region between the (1/4) t position and the (1/2) t position” of the thickness t of the steel sheet.

さらに、各供試材の板厚tの(1/4)t位置でのミクロ組織観察写真を用いて、鋼板の厚みtの(1/4)t位置における結晶粒、ならびに、圧延方向の粒径Prの、板厚方向の粒径Ptに対する比Pr/Ptを計測した。このとき、結晶粒の粒径は視野内の任意の結晶粒を10個選び、それぞれの粒径の比の平均値を算出した。その結果を「鋼板の厚みtの(1/4)t位置における結晶粒の、圧延方向の粒径Prの板厚方向の粒径Ptに対する比Pr/Pt」として、表3に示す。   Furthermore, using the microstructural observation photograph at the (1/4) t position of the thickness t of each test material, the crystal grains at the (1/4) t position of the thickness t of the steel sheet, and the grains in the rolling direction The ratio Pr / Pt of the diameter Pr to the particle diameter Pt in the plate thickness direction was measured. At this time, ten arbitrary crystal grains in the field of view were selected as the grain size of the crystal grains, and the average value of the ratios of the respective grain sizes was calculated. The results are shown in Table 3 as “ratio Pr / Pt of the grain size Pr in the rolling direction to the grain size Pt in the thickness direction of the crystal grains at the (1/4) t position of the thickness t of the steel plate”.

Figure 0005825224
Figure 0005825224

なお、母材強度の目標値は、それぞれ、降伏点(YS)が620MPa以上、引張強さ(TS)が720MPa以上、母材靭性の目標値はvTrsが−50℃以下、NDT温度の目標は−50℃未満、HAZ靭性の目標値は−50℃での吸収エネルギーvE−50が50J以上である。 The target values of the base material strength are the yield point (YS) of 620 MPa or more, the tensile strength (TS) of 720 MPa or more, the base material toughness target value of vTrs of −50 ° C. or less, and the NDT temperature target of The target value of less than −50 ° C. and HAZ toughness is the absorbed energy vE −50 at −50 ° C. is 50 J or more.

表3より、本発明で規定される条件を満足する鋼板No.1〜20はいずれも、母材の強度および靭性、NDT温度、およびHAZ靭性の全てが目標値を満足していた。   From Table 3, steel plate No. satisfying the conditions defined in the present invention. In all of Nos. 1 to 20, the strength and toughness of the base material, the NDT temperature, and the HAZ toughness all satisfied the target values.

一方、鋼板No.21は、Cの含有量が過剰であり、母材およびHAZのいずれの靭性も目標に満たなかった。鋼板No.22は、Siの含有量が過剰であり、HAZ靭性が不足していた。鋼板No.23は、Mnの含有量が過剰であり、母材およびHAZのいずれの靭性も目標に満たなかった。鋼板No.24は、Crの含有量が過剰であり、HAZ靭性が不足していた。鋼板No.25は、Moの含有量が過剰であり、HAZ靭性が不足していた。鋼板No.26は、Tiの含有量が過剰であり、母材靭性が不足していた。鋼板No.27は、Bの含有量が過剰であり、HAZ靭性が不足していた。鋼板No.28は、Alの含有量が過剰であり、母材靭性が不足していた。   On the other hand, steel plate No. In No. 21, the C content was excessive, and the toughness of the base metal and HAZ did not meet the target. Steel plate No. In No. 22, the Si content was excessive and the HAZ toughness was insufficient. Steel plate No. In No. 23, the Mn content was excessive, and the toughness of the base metal and HAZ did not meet the target. Steel plate No. In No. 24, the Cr content was excessive and the HAZ toughness was insufficient. Steel plate No. In No. 25, the Mo content was excessive and the HAZ toughness was insufficient. Steel plate No. In No. 26, the Ti content was excessive and the base metal toughness was insufficient. Steel plate No. In No. 27, the B content was excessive and the HAZ toughness was insufficient. Steel plate No. In No. 28, the Al content was excessive and the base metal toughness was insufficient.

そして、鋼板No.29は本発明で規定する化学組成の範囲を満たすものの、水冷開始温度が低く、鋼材表層1mm以内のベイナイト相とフェライト相の混合割合およびフェライト平均粒径が本発明で規定する範囲外になったため、NDT温度が目標に達しなかった。鋼板No.30は本発明で規定する化学組成の範囲を満たすものの、圧延完了温度が高く、鋼材表層1mm以内のベイナイト相とフェライト相の混合割合およびフェライト平均粒径が本発明で規定する範囲外になったため、NDT温度が目標に達しなかった。鋼板No.31は本発明で規定する化学組成の範囲を満たしたが、水冷開始温度が低く、鋼材表層1mm以内のベイナイト相とフェライト相の混合割合およびフェライト平均粒径が本発明で規定する範囲外になったため、降伏点が低く、NDT温度が目標に達しなかった。鋼板No.32は本発明で規定する化学組成の範囲を満たすものの、水冷による冷却速度が低く、鋼材表層1mm以内のベイナイト相とフェライト相の混合割合が本発明で規定する範囲外になったため、NDT温度が目標に達しなかった。鋼板No.33は本発明で規定する化学組成の範囲を満たすものの、スラブ加熱温度が低く、鋼板の板厚tの(1/4)t位置から(1/2)t位置までの間の領域における組織がフェライトとベイナイトの混合組織となったため、母材強度(降伏点および引張強度)が目標に達しなかった。   And steel plate No. No. 29 satisfies the range of the chemical composition specified in the present invention, but the water cooling start temperature is low, and the mixing ratio of the bainite phase and the ferrite phase within 1 mm of the steel surface layer and the ferrite average particle size are outside the range specified in the present invention. NDT temperature did not reach the target. Steel plate No. 30 satisfies the range of the chemical composition specified in the present invention, but the rolling completion temperature is high, and the mixing ratio of the bainite phase and the ferrite phase within 1 mm of the steel surface layer and the ferrite average particle size are outside the range specified in the present invention. NDT temperature did not reach the target. Steel plate No. No. 31 satisfied the range of the chemical composition specified in the present invention, but the water cooling start temperature was low, and the mixing ratio of the bainite phase and the ferrite phase within 1 mm of the steel surface layer and the ferrite average particle size were outside the range specified in the present invention. Therefore, the yield point was low and the NDT temperature did not reach the target. Steel plate No. 32 satisfies the range of the chemical composition defined in the present invention, but the cooling rate by water cooling is low, and the mixing ratio of the bainite phase and the ferrite phase within 1 mm of the steel surface layer is outside the range defined in the present invention. The goal was not reached. Steel plate No. 33 satisfies the range of the chemical composition defined in the present invention, but the slab heating temperature is low, and the structure in the region from the (1/4) t position to the (1/2) t position of the sheet thickness t of the steel sheet is Since it became a mixed structure of ferrite and bainite, the base metal strength (yield point and tensile strength) did not reach the target.

本発明によれば、硫化物応力腐食割れに対して有害なNiを用いることなく、TSが720MPa以上の高い強度と高い靭性を併せ持ち、HAZにおける低温靭性および母材表層のアレスト性に優れた高張力鋼板を低コストで提供することができる。   According to the present invention, TS has a high strength of not less than 720 MPa and high toughness without using Ni harmful to sulfide stress corrosion cracking, and has excellent low temperature toughness in HAZ and excellent arrestability of the base material surface layer. Tensile steel sheets can be provided at low cost.

Claims (4)

質量%で、C:0.10〜0.20%、Si:0.02〜0.25%、Mn:0.7〜1.6%、P:0.02%以下、S:0.008%以下、Cr:0.5〜1.2%、Mo:0.1%以上かつ0.3%未満、Ti:0.004〜0.025%、B:0.0005〜0.003%、Al:0.01〜0.05%およびN:0.01%以下を含有し、残部がFeおよび不純物からなる化学組成を有する鋼板であって、
鋼板の圧延方向に平行な表層から1mm以内の領域はベイナイト相の面積率が85〜99%とフェライト相の面積率が1%〜15%の混合組織からなり、
かつ、鋼板の圧延方向に平行な表層から1mm以内の領域における板厚方向の平均フェライト結晶粒径が10μm以下であり、そして、
鋼板の板厚tの(1/4)t位置から(1/2)t位置までの間の領域はベイナイトとマルテンサイトの混合組織からなり、さらに、
鋼板の板厚tの(1/4)t位置における結晶粒の、圧延方向の粒径Prの板厚方向の粒径Ptに対する比Pr/Ptが4以上であることを特徴とする高張力鋼板。
In mass%, C: 0.10 to 0.20%, Si: 0.02 to 0.25%, Mn: 0.7 to 1.6%, P: 0.02% or less, S: 0.008 % Or less, Cr: 0.5 to 1.2%, Mo: 0.1% or more and less than 0.3%, Ti: 0.004 to 0.025%, B: 0.0005 to 0.003%, A steel plate containing Al: 0.01 to 0.05% and N: 0.01% or less, the balance being a chemical composition comprising Fe and impurities,
The area within 1 mm from the surface layer parallel to the rolling direction of the steel sheet is composed of a mixed structure in which the area ratio of the bainite phase is 85 to 99% and the area ratio of the ferrite phase is 1% to 15%.
And the average ferrite crystal grain size in the plate thickness direction in the region within 1 mm from the surface layer parallel to the rolling direction of the steel plate is 10 μm or less, and
The region between the (1/4) t position and the (1/2) t position of the sheet thickness t of the steel sheet is composed of a mixed structure of bainite and martensite.
A high-tensile steel plate characterized in that the ratio Pr / Pt of the grain size Pr in the rolling direction with respect to the grain size Pt in the plate thickness direction at the (1/4) t position of the steel plate thickness t is 4 or more. .
さらに、質量%で、V:0.1%以下およびNb:0.02%以下の一方または両方を含有することを特徴とする、請求項1に記載の高張力鋼板。   The high-tensile steel sheet according to claim 1, further comprising one or both of V: 0.1% or less and Nb: 0.02% or less in mass%. さらに、質量%で、Sn:0.50%以下を含有することを特徴とする、請求項1または2に記載の高張力鋼板。   The high-tensile steel sheet according to claim 1 or 2, further comprising Sn: 0.50% or less in mass%. 次の(i)〜(iii)の工程を有する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高張力鋼板の製造方法。
(i) 請求項1から3までのいずれかに記載の化学組成を有するスラブを1000〜1200℃の温度に加熱し、その温度範囲で均熱する工程、
(ii) デスケーリングした後、圧延し、(Ar点+30℃)以下(ただし、(Ar 点+30℃)を除く。)の仕上温度で圧延を完了させ、(Ar点−30℃)以上の温度から、5℃/sec以上の冷却速度で350℃以下まで水冷する工程、および
(iii) 500℃以上かつAc点以下の温度に再加熱し、冷却する工程。
The method for producing a high-tensile steel sheet according to any one of claims 1 to 3, further comprising the following steps (i) to (iii):
(i) a step of heating the slab having the chemical composition according to any one of claims 1 to 3 to a temperature of 1000 to 1200 ° C. and soaking in the temperature range;
(ii) After descaling and rolling, rolling is completed at a finishing temperature of (Ar 3 points + 30 ° C.) or less (excluding (Ar 3 points + 30 ° C.)) , and (Ar 3 points −30 ° C.) Water cooling from the above temperature to 350 ° C. or less at a cooling rate of 5 ° C./sec or more, and
(iii) A step of reheating and cooling to a temperature of 500 ° C. or more and Ac 1 point or less.
JP2012181406A 2012-08-20 2012-08-20 High tensile steel sheet with excellent surface arrestability and method for producing the same Active JP5825224B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2012181406A JP5825224B2 (en) 2012-08-20 2012-08-20 High tensile steel sheet with excellent surface arrestability and method for producing the same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2012181406A JP5825224B2 (en) 2012-08-20 2012-08-20 High tensile steel sheet with excellent surface arrestability and method for producing the same

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2014037589A JP2014037589A (en) 2014-02-27
JP5825224B2 true JP5825224B2 (en) 2015-12-02

Family

ID=50285947

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2012181406A Active JP5825224B2 (en) 2012-08-20 2012-08-20 High tensile steel sheet with excellent surface arrestability and method for producing the same

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP5825224B2 (en)

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110832095B (en) 2017-08-09 2021-09-28 日本制铁株式会社 Hot-rolled steel sheet and method for producing same
JP7066997B2 (en) * 2017-08-16 2022-05-16 日本製鉄株式会社 Steel material
KR102020435B1 (en) 2017-12-22 2019-09-10 주식회사 포스코 High strength hot-rolled steel sheet having excellent bendability and low-temperature toughness and mathod for manufacturing thereof
CN108823489B (en) * 2018-05-29 2020-07-03 唐山中厚板材有限公司 600 MPa-grade hydroelectric steel plate and production method thereof
CN108866422A (en) * 2018-07-13 2018-11-23 广州广钢新材料股份有限公司 A kind of high-plasticity screw-thread steel and preparation method thereof
CN110964982B (en) * 2019-12-13 2021-05-25 首钢集团有限公司 High-chromium corrosion-resistant steel and preparation method and application thereof
JP7445127B2 (en) 2020-04-21 2024-03-07 日本製鉄株式会社 Steel plate for LPG storage tank and its manufacturing method

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4858221B2 (en) * 2007-02-22 2012-01-18 住友金属工業株式会社 High-tensile steel with excellent ductile crack initiation characteristics
JP5082667B2 (en) * 2007-08-10 2012-11-28 住友金属工業株式会社 High-strength thick steel plate with excellent arrest properties and method for producing the same
JP2011068952A (en) * 2009-09-25 2011-04-07 Sumitomo Metal Ind Ltd High-strength thick steel plate superior in arrest properties
JP5531909B2 (en) * 2010-10-26 2014-06-25 新日鐵住金株式会社 High-strength steel material and manufacturing method thereof
EP2612945B1 (en) * 2010-11-05 2014-04-16 Nippon Steel & Sumitomo Metal Corporation High-strength steel plate and method for producing same
JP5633374B2 (en) * 2011-01-05 2014-12-03 新日鐵住金株式会社 Welded joint

Also Published As

Publication number Publication date
JP2014037589A (en) 2014-02-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5574059B2 (en) High-strength H-section steel with excellent low-temperature toughness and method for producing the same
JP5561442B1 (en) Steel plate and LNG tank
JP5278188B2 (en) Thick steel plate with excellent resistance to hydrogen-induced cracking and brittle crack propagation
KR102648171B1 (en) Steel and its manufacturing method
JP5825224B2 (en) High tensile steel sheet with excellent surface arrestability and method for producing the same
JP7147960B2 (en) Steel plate and its manufacturing method
JP4848966B2 (en) Thick-wall high-tensile steel plate and manufacturing method thereof
KR20190077470A (en) High Mn steel sheet and manufacturing method thereof
WO2014103629A1 (en) STEEL SHEET HAVING YIELD STRENGTH OF 670-870 N/mm2 AND TENSILE STRENGTH OF 780-940 N/mm2
JP2012207237A (en) 500 MPa YIELD STRENGTH THICK STEEL PLATE EXCELLENT IN TOUGHNESS IN MULTILAYER WELD ZONE AND PRODUCTION METHOD THEREOF
WO2006093282A1 (en) High tensile and fire-resistant steel excellent in weldability and gas cutting property and method for production thereof
KR102628769B1 (en) HIGH-Mn STEEL AND MANUFACTURING METHOD THEREFOR
WO2014175122A1 (en) H-shaped steel and method for producing same
JP2019214752A (en) Low-yield-ratio thick steel plate
JP6492862B2 (en) Low temperature thick steel plate and method for producing the same
KR20200057041A (en) Low-temperature nickel-containing steel
JP2014177687A (en) High tensile steel plate excellent in drop-weight characteristic and its manufacturing method
JP7121142B2 (en) Cr-based stainless steel sheet with excellent resistance to hydrogen embrittlement
JP2015089948A (en) High tensile steel sheet excellent in gas cutting crack resistance and large heat input weld zone toughness
KR20150002884A (en) High-strength thick steel plate for structural use which has excellent brittle crack arrestability, and method for producing same
CN109219670B (en) High-strength thick steel plate and method for producing same
JP5531909B2 (en) High-strength steel material and manufacturing method thereof
JP5151510B2 (en) Manufacturing method of high strength steel with excellent low temperature toughness and crack propagation stop properties
JP7323088B1 (en) Steel plate and its manufacturing method
JP6274375B1 (en) High strength thick steel plate and manufacturing method thereof

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20140811

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20150324

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20150428

RD02 Notification of acceptance of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7422

Effective date: 20150428

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: 20150915

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20150928

R151 Written notification of patent or utility model registration

Ref document number: 5825224

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151

S533 Written request for registration of change of name

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350