JP6119923B1 - 鋼板及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
上記鋼板の金属組織が、パーライト面積率が6%以下、残部がフェライト及び炭化物からなり、炭化物粒径が0.4〜2.0μm、フェライトの粒径が3.0〜50.0μm、及びフェライト粒内の炭化物の個数に対するフェライト粒界の炭化物の個数の比率が1超、を満たし、上記鋼板のビッカース硬さが100HV以上180HV以下であることを特徴とする耐衝撃性に優れた鋼板。
Cは、鋼中で炭化物を形成し、鋼の強化及びフェライト粒の微細化に有効な元素である。冷間加工における梨地の発生を抑制し、冷間鍛造部品の表面美観を確保するためには、フェライト粒径の粗大化の抑制が必須であるが、0.10%未満では、炭化物の体積率が不足し、焼鈍中の炭化物の粗大化を抑制することができなくなるので、Cは0.10%以上とする。好ましくは0.11%以上である。
Siは、脱酸剤として作用し、また、炭化物の形態に影響を及ぼす元素である。脱酸効果を得るフェライト粒内の炭化物の個数を低減し、フェライト粒界上の炭化物の個数を増やすためには、2段ステップ型の焼鈍により、焼鈍中に、オーステナイト相を生成させ、一旦、炭化物を溶解した後徐冷し、フェライト粒界への炭化物生成を促進する必要がある。
Mnは、2段ステップ型の焼鈍において、炭化物の形態を制御する元素である。0.30%未満では、2段目の焼鈍後の徐冷において、フェライト粒界上に炭化物を生成させることが困難となるので、Mnは0.30%以上とする。好ましくは0.33%以上である。
Alは、鋼の脱酸剤として作用しフェライトを安定化する元素である。0.001%未満では、添加効果が十分に得られないので、Alは0.001%以上とする。好ましくは0.004%以上である。
Cr及びMoは靭性を向上させる元素である。Crは、熱処理時の炭化物の安定化に有効な元素である。0.50%未満では、浸炭時に炭化物を残存させることが困難となり、表層におけるオーステナイト粒径の粗大化を招き、耐衝撃特性の低下を引き起こすので、Crは0.50%以上とする。好ましくは0.52%以上である。
Moは、炭化物の形態制御に有効な元素である。0.001%未満では、添加効果が十分に得られないので、Moは0.001%以上とする。好ましくは0.017%以上である。
Pは、フェライト粒界に偏析し、粒界炭化物の生成を抑制する元素である。少ないほど好ましい。Pの含有量は0でもよいが、精錬工程で0.0001%未満に高純度化するためには、精錬に長時間を要し、製造コストの大幅な増加を招くので、実質的な下限は0.0001〜0.0013%である。
Sは、MnSなどの非金属介在物を形成する不純物元素である。非金属介在物は、冷間鍛造時に割れ発生の起点となるので、Sは少ないほど好ましい。Sの含有量は0でもよいが、Sを0.0001%未満に低減すると、精錬コストが大幅に増加するので、実質的な下限は0.0001〜0.0012%である。
Nは、フェライト粒界へ偏析し、粒界上の炭化物の生成を抑制する元素である。少ないほど好ましい。Nの含有量は0でもよいが、0.0001%未満に低減すると、精錬コストが大幅に増加するので、実質的な下限は0.0001〜0.0006%である。
Oは、鋼中に酸化物を形成する元素である。フェライト粒内に存在する酸化物は、炭化物の生成サイトとなるため、少ないほうが好ましい。Oの含有量は0でもよいが、Oを0.0001%未満に低減すと、精錬コストが大幅に増加するので、実質的な下限は0.0001〜0.0006%である。
Tiは、炭化物の形態の制御に重要な元素であり、多量の含有により、フェライト粒内の炭化物の生成を促す元素であり、少ないほど好ましい。Tiの含有量は0でもよいが、0.0001%未満に低減すると、精錬コストが大幅に増加するので、実質的な下限は0.0001〜0.0006%である。
Bは、冷間鍛造時における転位のすべりの制御に有効な元素である。多量の含有により、すべり系の活動が制限されるので、Bは、少ないほうが好ましい。Bの含有量は0でもよい。0.0001%未満のBの検出には細心の注意が必要であるとともに、分析装置によっては、検出下限以下に至る。
Snは、鋼原料(スクラップ)から混入する元素であり、少ないほど好ましい。Snの含有量は0でもよいが、0.001%未満に低減すると、精錬コストが大幅に増加するので、実質的な下限は0.001〜0.002%である。
Sbは、Snと同様に、鋼原料(スクラップ)から混入する元素である。Sbは、粒界に偏析し、粒界炭化物の個数比率を低下させるので、少ないほど好ましい。Sbの含有量は0でもよいが、0.001%未満へ低減すると、精錬コストが大幅に増加するので、実質的な下限は0.001〜0.002%である。
Asは、Sn、Sbと同様に、鋼原料(スクラップ)から混入する元素である、Asは、粒界に偏析し、粒界炭化物の個数比率を低下させるので、少ないほど好ましい。Asの含有量は0でもよいが、0.001%未満へ低減すると、精錬コストが大幅に増加するので、実質的な下限は0.001〜0.002%である。
Nbは、炭化物の形態制御に有効な元素であり、また、組織を微細化して、靭性の向上に寄与する元素である。0.001%未満では、添加効果が十分に得られないので、Nbは0.001%以上とするのが好ましい。より好ましくは0.002%以上である。
Vも、Nbと同様に、炭化物の形態制御に有効な元素であり、また、組織を微細化して、靭性の向上に寄与する元素である。0.001%未満では、添加効果が十分に得られないので、Vは0.001%以上とするのが好ましい。より好ましくは0.004%以上である。
Cuは、微細な析出物を形成し、強度の向上に寄与する元素である。0.001%未満では、強度向上効果が十分に得られないので、Cuは0.001%以上とするのが好ましい。より好ましくは0.008%以上である。
Wも、Nb、Vと同様に、炭化物の形態制御に有効な元素である。0.001%未満では、添加効果が十分に得られないので、Wは0.001%以上とするのが好ましい。より好ましくは0.003%以上である。
Taも、Nb、V、Wと同様に、炭化物の形態制御に有効な元素である。0.001%未満では、添加効果が十分に得られないので、Taは0.001%以上とするのが好ましい。好ましくは0.007%以上である。
Niは、部品の耐衝撃特性の向上に有効な元素である。0.001%未満では、添加効果が十分に得られないので、Niは0.001%以上とするのが好ましい。より好ましくは0.002%以上である。
Mgは、微量の添加で硫化物の形態を制御できる元素である。0.0001%未満では、添加効果が十分に得られないので、Mgは0.0001%以上とするのが好ましい。より好ましくは0.0008%以上である。
Caは、Mgと同様に、微量の添加で硫化物の形態を制御できる元素である。0.001%未満では、添加効果が十分に得られないので、Caは0.001%以上とするのが好ましい。より好ましくは0.003%以上である。
Yは、Mg、Caと同様に、微量の添加で硫化物の形態を制御できる元素である。0.001%未満では、添加効果が十分に得られないので、Yは0.001%以上とするのが好ましい。より好ましくは0.003%以上である。
Zrは、Mg、Ca、Yと同様に、微量の添加で硫化物の形態を制御できる元素である。0.001%未満では、添加効果が十分に得られないので、Zrは0.001%以上とするのが好ましい。より好ましくは0.004%以上である。
Laは、微量の添加で硫化物の形態制御に有効な元素であり、また、粒界に偏析し、粒界炭化物の個数比率を低下させる元素である。0.001%未満では、形態制御効果が十分に得られないので、Laは0.001%以上とするのが好ましい。より好ましくは0.003%以上である。
Ceは、Laと同様に、微量の添加で硫化物の形態を制御できる元素であり、また、粒界に偏析し、粒界炭化物の個数比率を低下させる元素である。0.001%未満では、形態制御効果が十分に得られないので、Ceは0.001%以上とするのが好ましい。より好ましくは0.003%以上である。
所要の成分組成を有する溶鋼を連続鋳造してスラブとし、該スラブを、常法通り、そのまま熱間圧延に供し、又は、一旦冷却後加熱して、熱間圧延に供し、650℃以上950℃以下の温度域で仕上げ熱延を終了する。仕上げ圧延後の熱延鋼板をROT上で冷却し、巻取温度400℃以上600℃以下で巻き取る。
熱延鋼板に、酸洗後、2つの温度域で保持する2段ステップ型の焼鈍を施すが、その際、1段目の焼鈍において、熱延鋼板に、焼鈍温度まで30℃/時間以上150℃/時間以下の加熱速度で加熱し、650℃以上720℃以下の温度域に3時間以上60時間以下保持する焼鈍を施す。
仕上げ熱延温度:650℃以上950℃以下
巻取温度:400℃以上600℃以下
焼鈍温度までの加熱速度:30℃/時間以上150℃/時間
焼鈍温度:650℃以上720℃以下
焼鈍温度での保持時間:3時間以上60時間以下
焼鈍温度までの加熱速度:1℃/時間以上80℃/時間
焼鈍温度:725℃以上790℃以下
焼鈍温度での保持時間:3時間以上50時間以下
冷却停止温度:650℃
冷却速度:1℃/時間以上100℃/時間以下
2 カップ状試験材
3 き裂
4 サンプル
5 落錘
L 亀裂の最大長さ
Claims (2)
- 成分組成が、質量%で、
C :0.10〜0.40%、
Si:0.01〜0.30%、
Mn:0.30〜1.00%、
Al:0.001〜0.10%、
Cr:0.50〜2.00%、
Mo:0.001〜1.00%、
P :0.020%以下、
S :0.010%以下、
N :0.020%以下、
O :0.020%以下、
Ti:0.010%以下、
B :0.0005%以下、
Sn:0.050%以下、
Sb:0.050%以下、
As:0.050%以下、
Nb:0.10%以下、
V :0.10%以下、
Cu:0.10%以下、
W :0.10%以下、
Ta:0.10%以下、
Ni:0.10%以下、
Mg:0.050%以下、
Ca:0.050%以下、
Y :0.050%以下、
Zr:0.050%以下、
La:0.050%以下、及び
Ce:0.050%以下
を含み、残部Fe及び不純物である鋼板であって、
上記鋼板の金属組織が、
パーライト面積率が6%以下、残部がフェライト及び炭化物からなり、
炭化物粒径が0.4〜2.0μm、
フェライトの粒径が3.0〜50.0μm、及び
フェライト粒内の炭化物の個数に対するフェライト粒界の炭化物の個数の比率が1超、
を満たし、
上記鋼板のビッカース硬さが100HV以上180HV以下である
ことを特徴とする耐衝撃性に優れた鋼板。 - 請求項1に記載の耐衝撃性に優れた鋼板を製造する製造方法であって、
請求項1に記載の成分組成の鋼片を650℃以上950℃以下の温度域で仕上げ熱延を完了する熱間圧延を施して熱延鋼板とし、
上記熱延鋼板を400℃以上600℃以下で巻き取り、
巻き取った熱延鋼板に酸洗を施し、酸洗した熱延鋼板を30℃/時間以上150℃/時間以下の加熱速度で、650℃以上720℃以下の焼鈍温度に加熱して、3時間以上60時間以下保持する1段目の焼鈍を施し、次いで、
熱延鋼板を1℃/時間以上80℃/時間以下の加熱速度で、725℃以上790℃以下の焼鈍温度に加熱して、3時間以上50時間以下保持する2段目の焼鈍を施し、焼鈍後の熱延鋼板を、1℃/時間以上100℃/時間以下の冷却速度で650℃まで冷却する
ことを特徴とする耐衝撃性に優れた鋼板の製造方法。
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