JP6369414B2 - High-strength thick steel plate for building structures with excellent heat-affected zone toughness - Google Patents

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  • Heat Treatment Of Steel (AREA)

Description

本発明は、建築構造物等の溶接鋼構造物用として好適な、とくに引張強さTSが950MPa以上の高強度を有する高強度厚鋼板に係り、とくに、エレクトロスラグ溶接のような入熱500kJ/cmを超える超大入熱溶接を施した場合に、溶接熱影響部(以下、HAZともいう)靭性に優れる高強度厚鋼板に関する。なお、ここでいう「厚鋼板」とは、板厚:10mm以上である鋼板をいうものとする。   The present invention relates to a high strength thick steel plate suitable for use in a welded steel structure such as a building structure, in particular, a high strength steel plate having a high tensile strength TS of 950 MPa or more, and in particular, a heat input of 500 kJ / hour such as electroslag welding. The present invention relates to a high-strength thick steel plate that is excellent in weld heat-affected zone (hereinafter also referred to as HAZ) toughness when super-high heat input welding exceeding cm is applied. The “thick steel plate” here refers to a steel plate having a thickness of 10 mm or more.

建築等の分野で使用される鋼構造物は、一般に、溶接接合で施工されて、所望の形状の構造物とされている。とくに建築構造物では、阪神淡路大震災を契機として、建築構造物の耐震性の一層の向上が強く要求され、安全性の観点から、使用される鋼材の母材特性はもちろん、溶接部特性にも優れることが要求されている。   A steel structure used in the field of construction or the like is generally constructed by welding to form a structure having a desired shape. Especially for building structures, the Great Hanshin-Awaji Earthquake strongly demanded further improvement of the earthquake resistance of building structures. From the viewpoint of safety, not only the properties of the base metal of the steel used but also the properties of the welded parts are required. It is required to be superior.

また一方では、建築構造物の大型化に伴い、溶接施工の能率向上と施工コストの低減という観点から、大入熱溶接の適用範囲が拡大され、例えば、建築構造物の4面ボックス柱の角溶接では、2電極サブマージアーク溶接のような、溶接入熱400kJ/cmを超えるような大入熱溶接が適用されるようになっている。また、最近では、更なる溶接施工の高能率化のため、例えば、建築構造物のボックス柱の組立て溶接では、エレクトロスラグ溶接のような、入熱:500kJ/cmを超える大入熱溶接が施されることもある。   On the other hand, with the increase in the size of building structures, the application range of high heat input welding is expanded from the viewpoint of improving the efficiency of welding construction and reducing the construction cost. In the welding, a high heat input welding such as a two-electrode submerged arc welding exceeding a welding heat input of 400 kJ / cm is applied. Recently, in order to further improve the efficiency of welding work, for example, in the assembly welding of box columns of building structures, high heat input exceeding 500 kJ / cm, such as electroslag welding, is performed. Sometimes it is done.

一般に、溶接入熱量が大きくなると、HAZ組織が粗大化し、HAZ靭性が低下する。このため、HAZ靭性を改善する種々の方法が、提案されている。   Generally, when the welding heat input becomes large, the HAZ structure becomes coarse and the HAZ toughness decreases. For this reason, various methods for improving the HAZ toughness have been proposed.

例えば、特許文献1には、溶接熱影響部の靭性に優れた高強度鋼材が提案されている。特許文献1に記載された高強度鋼材は、mass%で、C:0.010〜0.080%、Si:0.02〜1.00%、Mn:1.10〜2.90%、Al:0.20%以下、Ni:0.40〜2.40%、Cr:0.50〜1.95%、Mo:0.16〜1.10%、Ti:0.002〜0.030%、N:0.0058〜0.0120%を含み、あるいはさらに、Cu:1.60%以下、および/または、B:0.0050%以下、Nb:0.100%以下、V:0.060%以下のいずれか1種以上を含み、かつTi/Nが1.0以上4.0未満を満足し、(Mn+Ni+2Cu)が3.60以上、(2.5Mo+30Nb+10V)が2.80以下、を満足し、組織が主としてベイニティックフェライトからなり、溶接熱影響部靭性に優れるとしている。特許文献1に記載された技術では、Cを低減し、MnおよびNi、あるいはさらにCuを積極的に含有し、これによって、ベイニティックフェライトを主体とする組織を生成して、さらに、Ti、N量を適正化して、微細分散することができるTiNを高温まで安定化し、HAZでの旧オーステナイト結晶粒の粗大化を防止して、入熱:800kJ/cmの大入熱溶接の溶接熱影響部における高靭性を確保できるとしている。   For example, Patent Document 1 proposes a high-strength steel material excellent in the toughness of the weld heat affected zone. The high-strength steel materials described in Patent Document 1 are mass%, C: 0.010 to 0.080%, Si: 0.02 to 1.00%, Mn: 1.10 to 2.90%, Al: 0.20% or less, Ni: 0.40 to 2.40%, Cr: 0.50 to 1.95%, Mo: 0.16 to 1.10%, Ti: 0.002 to 0.030%, N: 0.0058 to 0.0120%, or Cu: 1.60% or less, and / or B: 0.0050% or less, Nb : 0.100% or less, V: Any one or more of 0.060% or less, Ti / N satisfies 1.0 or more and less than 4.0, (Mn + Ni + 2Cu) satisfies 3.60 or more, and (2.5Mo + 30Nb + 10V) satisfies 2.80 or less. The structure is mainly composed of bainitic ferrite and has excellent weld heat affected zone toughness. In the technique described in Patent Document 1, C is reduced, and Mn and Ni, or further Cu is actively contained, thereby generating a structure mainly composed of bainitic ferrite, and Ti, By optimizing the amount of N, TiN, which can be finely dispersed, is stabilized to a high temperature, preventing coarsening of prior austenite grains in the HAZ, and heat input: welding heat effect of high heat input welding of 800 kJ / cm It is said that high toughness in the part can be secured.

また、特許文献2には、大入熱HAZ靭性および小入熱HAZの耐硬化特性に優れた高強度厚鋼板が記載されている。特許文献2に記載された技術は、質量%で、C:0.03〜0.075%、Si:0.01〜0.40%、Mn:0.1〜1.3%、Al:0.01〜0.05%、Cr:2.0〜5.0%、Ti:0.005〜0.03%、N:0.002〜0.007%を含有し、実質的にBを含まない、引張強さ:780MPa以上の高強度厚鋼板である。特許文献2に記載された技術によれば、大入熱HAZの靭性に優れ、かつ小入熱HAZの耐硬化特性にも優れた高強度厚鋼板が得られる。これは、実質的にBを含有せず、Cr:2.0%以上含有することにより、島状マルテンサイトのC濃度が低下し、ベイナイトラスが湾曲し、島状マルテンサイトの形状が針状から粒状に変化し、島状マルテンサイトの靭性に対する有害性が顕著に低下したことによるとしている。   Patent Document 2 describes a high-strength thick steel plate excellent in high heat input HAZ toughness and low heat input HAZ hardening resistance. The technique described in Patent Document 2 is mass%, C: 0.03 to 0.075%, Si: 0.01 to 0.40%, Mn: 0.1 to 1.3%, Al: 0.01 to 0.05%, Cr: 2.0 to 5.0%, Ti : High strength thick steel plate containing 0.005 to 0.03%, N: 0.002 to 0.007%, substantially free of B, and having a tensile strength of 780 MPa or more. According to the technique described in Patent Document 2, a high-strength thick steel plate having excellent high toughness HAZ toughness and excellent low heat input HAZ hardening resistance can be obtained. This is substantially free of B, and when Cr: 2.0% or more is contained, the C concentration of the island martensite is lowered, the bainite lath is curved, and the shape of the island martensite is changed from a needle shape to a granular shape. It is said that the harmfulness to the toughness of island martensite was significantly reduced.

また、特許文献3には、大入熱HAZの靭性に優れた低降伏比高張力鋼材が記載されている。特許文献3に記載された鋼材は、質量%で、C:0.025〜0.050%、Si:0.01〜0.40%、Mn:1.20〜2.50%、Cr:1.50〜3.50%、Mo:0.10〜0.50%、Al:0.010〜0.050%、Ti:0.005〜0.050%、N:0.0015〜0.0060%を含有し、Bを0.0003%以下に制限し、(Mn+0.4Cr):2.50〜3.00%である、引張強さ:590MPa以上を有する低降伏比高張力鋼材である。特許文献3に記載された技術によれば、500kJ/cmを超える大入熱溶接を施しても優れたHAZ靭性を確保できるとしている。これは、Mn等のγ生成元素と、Cr等のα生成元素とを同時に添加し、しかもγ生成元素量に対してα生成元素量を適正に調整すると、HAZのベイナイトラス間での島状マルテンサイトの生成が少なくなり、HAZ靭性が向上するためとしている。   Patent Document 3 describes a low-yield-ratio high-tensile steel material excellent in toughness of high heat input HAZ. The steel materials described in Patent Document 3 are in mass%, C: 0.025 to 0.050%, Si: 0.01 to 0.40%, Mn: 1.20 to 2.50%, Cr: 1.50 to 3.50%, Mo: 0.10 to 0.50%, Al : 0.010 to 0.050%, Ti: 0.005 to 0.050%, N: 0.0015 to 0.0060%, B is limited to 0.0003% or less, (Mn + 0.4Cr): 2.50 to 3.00%, Tensile strength: 590 MPa It is a low yield ratio high tensile steel material having the above. According to the technique described in Patent Document 3, excellent HAZ toughness can be ensured even when high heat input welding exceeding 500 kJ / cm is performed. This is because when a γ-generating element such as Mn and an α-generating element such as Cr are added simultaneously and the amount of α-generating element is appropriately adjusted with respect to the amount of γ-generating element, an island shape between bainite laths of HAZ This is because the generation of martensite is reduced and the HAZ toughness is improved.

また、特許文献4には、HAZの靭性に優れた鋼板が記載されている。特許文献4に記載された鋼板は、質量%で、C:0.025〜0.050%、Si:0.6%以下、Mn:0.9〜2.3%、Cr:1.0〜4.9%、Al:0.05%以下、Ti:0.005〜0.050%、Nb:0.01〜0.07%、Ni:2.0%以下、Mo:0.03%以上0.10%未満を含み、(Mn+0.7Ni+14Nb+Cr+4Si+2Mo):2.5〜7.0、(Mn+0.7Ni+14Nb):1.0以上、(Cr+4Si+2Mo):2.9以上、をそれぞれ満足するように含有し、引張強さ:590MPa以上を有する鋼板である。特許文献4に記載された技術によれば、500kJ/cmを超える大入熱溶接を施しても優れたHAZ靭性を確保できるとしている。Mn等のγ生成元素と、Cr等のα生成元素とを同時に添加し、しかもγ生成元素量に対してα生成元素量を適正に調整すると、過度のオーステナイト安定化が緩和され、ベイナイトラス間の島状マルテンサイトが減少し、HAZ靭性が向上するとしている。   Patent Document 4 describes a steel sheet having excellent HAZ toughness. The steel sheet described in Patent Document 4 is mass%, C: 0.025 to 0.050%, Si: 0.6% or less, Mn: 0.9 to 2.3%, Cr: 1.0 to 4.9%, Al: 0.05% or less, Ti: 0.005. ~ 0.050%, Nb: 0.01 ~ 0.07%, Ni: 2.0% or less, Mo: 0.03% to less than 0.10%, (Mn + 0.7Ni + 14Nb + Cr + 4Si + 2Mo): 2.5 ~ 7.0, (Mn + 0.7Ni + 14Nb): 1.0 or more and (Cr + 4Si + 2Mo): 2.9 or more so as to satisfy each, and a tensile strength: 590 MPa or more. According to the technique described in Patent Document 4, excellent HAZ toughness can be ensured even if high heat input welding exceeding 500 kJ / cm is performed. Adding a γ-generating element such as Mn and an α-generating element such as Cr at the same time, and adjusting the amount of α-generating element appropriately with respect to the amount of γ-generating element alleviates excessive austenite stabilization, and between bainite laths. The island-shaped martensite is reduced and the HAZ toughness is improved.

特開2006−118007号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2006-118007 特開2012−177192号公報JP 2012-177192 A 特開2012−241214号公報JP 2012-241214 特開2013−19015号公報JP 2013-19015 A

しかしながら、特許文献1〜4に記載された各技術でも、引張強さは590MPa以上、あるいは780MPa以上であり、最近の高強度化の要求に対し、更なる高強度化が必要になるという問題を残していた。   However, each of the techniques described in Patent Documents 1 to 4 has a problem that the tensile strength is 590 MPa or more, or 780 MPa or more, and further strengthening is required in response to the recent demand for higher strength. I left it.

そこで、本発明は、上記した従来技術の問題を有利に解決し、引張強さ:950MPa以上の高強度を有し、入熱:500kJ/cmを超える超大入熱溶接を施されても優れた溶接熱影響部靭性を保持できる、超大入熱溶接熱影響部靭性に優れた建築構造物用高強度厚鋼板を提供することを目的とする。   Therefore, the present invention advantageously solves the above-described problems of the prior art, has a high strength of tensile strength: 950 MPa or more, and is excellent even when subjected to super-high heat input welding exceeding 500 kJ / cm. An object of the present invention is to provide a high-strength thick steel plate for a building structure that can maintain weld heat-affected zone toughness and is excellent in super-high heat input weld heat-affected zone toughness.

本発明者らは、上記した目的を達成するため、引張強さ:950MPa以上の高強度を確保しつつ、大入熱溶接熱影響部の靭性を安定して確保するための方策について、鋭意研究した。その結果、極低炭素化して、大入熱溶接熱影響部における島状マルテンサイト(以下、MAともいう)の生成を抑えることがまず第一に、大入熱溶接熱影響部靭性の向上のために重要であることに想到した。そして、極低炭素化したうえで、さらに、3.6質量%以上のMnを、5質量%以上のCrを、組み合わせて含有することが、所望の引張強さ:950MPa以上の高強度と優れた大入熱溶接熱影響部靭性とを兼備するために重要になることを見出した。5質量%以上のCrを含有させることにより、3.6質量%以上のMn単独含有による粒界破壊の発生が緩和され、大入熱溶接熱影響部靭性が安定して向上することを知見した。   In order to achieve the above-mentioned object, the present inventors have earnestly studied on measures for stably securing the toughness of the heat-affected zone having a high heat input welding while ensuring a high strength of tensile strength: 950 MPa or more. did. As a result, it is extremely low carbon to suppress the formation of island martensite (hereinafter also referred to as MA) in the high heat input welding heat affected zone. I thought it was important for me. In addition, after ultra-low carbonization, further containing 3.6% by mass or more of Mn and 5% by mass or more of Cr, the desired tensile strength: high strength of 950 MPa or more and excellent large strength It was found that it becomes important to combine heat input welding heat affected zone toughness. It has been found that the inclusion of 5 mass% or more of Cr alleviates the occurrence of intergranular fracture due to the inclusion of 3.6 mass% or more of Mn alone and stably improves the high heat input heat affected zone toughness.

なお、本発明者は、Nb、Niが、またSi、Moが、Mn、Crの補助として有用であることも知見している。   The present inventor has also found that Nb and Ni, and Si and Mo are useful as an aid for Mn and Cr.

本発明は、かかる知見に基づき、さらに検討を加えて完成されたものである。すなわち、本発明の要旨はつぎの通りである。
(1)質量%で、C:0.05%以下、Si:0.3%以下、Mn:3.6〜7.0%、P:0.02%以下、S:0.003%以下、Al:0.001〜0.06%、Ti:0.005〜0.03%、Cr:5〜12%、N:0.0055%以下、O:0.003%以下を含み、残部Feおよび不可避的不純物からなる組成と、マルテンサイト相とベイナイト相を主相とする組織とを有し、引張強さ:950MPa以上の高強度を有することを特徴とする超大入熱溶接熱影響部靭性に優れた建築構造物用高強度厚鋼板。
(2)(1)において、前記組成に加えてさらに、質量%で、Ni:0.01〜7.0%、Nb:0.003〜0.020%のうちから選ばれた1種または2種を含有する組成とすることを特徴とする建築構造物用高強度厚鋼板。
(3)(1)または(2)において、前記組成に加えてさらに、質量%で、Mo:0.01%以上0.5%未満を含有する組成とすることを特徴とする建築構造物用高強度厚鋼板。
(4)(1)ないし(3)のいずれかにおいて、前記組成に加えてさらに、質量%で、Cu:0.01〜2.0%、B:0.0003〜0.0030%、V:0.01〜0.09%のうちから選ばれた1種または2種以上を含有する組成とすることを特徴とする建築構造物用高強度厚鋼板。
(5)(1)ないし(4)のいずれかにおいて、前記組成に加えてさらに、質量%で、Ca:0.0005〜0.0020%、REM:0.0010〜0.0030%、Mg:0.0010〜0.0020%のうちから選ばれた1種または2種以上を含有する組成とすることを特徴とする建築構造物用高強度厚鋼板。
The present invention has been completed based on such findings and further studies. That is, the gist of the present invention is as follows.
(1) By mass%, C: 0.05% or less, Si: 0.3% or less, Mn: 3.6 to 7.0%, P: 0.02% or less, S: 0.003% or less, Al: 0.001 to 0.06%, Ti: 0.005 to 0.03 %, Cr: 5 to 12%, N: 0.0055% or less, O: 0.003% or less, and a composition composed of the balance Fe and inevitable impurities, and a structure mainly composed of a martensite phase and a bainite phase. , Tensile strength: A high strength thick steel plate for building structures with excellent high toughness of heat-affected zone heat-affected zone, characterized by having a high strength of 950 MPa or more.
(2) In (1), in addition to the above-mentioned composition, the composition further contains one or two kinds selected from Ni: 0.01 to 7.0% and Nb: 0.003 to 0.020% by mass%. A high-strength thick steel plate for building structures.
(3) In (1) or (2), in addition to the above composition, the composition further comprises, in mass%, Mo: 0.01% or more and less than 0.5%. .
(4) In any one of (1) to (3), in addition to the above composition, Cu: 0.01 to 2.0%, B: 0.0003 to 0.0030%, V: 0.01 to 0.09% are further selected in terms of mass%. A high-strength thick steel sheet for building structures, characterized in that the composition contains one or more kinds.
(5) In any one of (1) to (4), in addition to the above-mentioned composition, it is further selected from Ca: 0.0005 to 0.0020%, REM: 0.0010 to 0.0030%, and Mg: 0.0010 to 0.0020% in mass%. A high-strength thick steel sheet for building structures, characterized in that the composition contains one or more kinds.

本発明によれば、引張強さ:950MPa以上の高強度を有し、溶接入熱:500kJ/cmを超える超大入熱溶接を施した場合においても、優れた溶接熱影響部靭性を確保することができる高強度厚鋼板を容易に製造でき、産業上格段の効果を奏する。また、本発明によれば、安全性の高い建築構造物等の溶接鋼構造物を高能率で施工することができるという効果もある。   According to the present invention, it has a high strength of tensile strength: 950 MPa or more and ensures excellent weld heat affected zone toughness even when welding heat input: super high heat input welding exceeding 500 kJ / cm. It is possible to easily produce a high-strength thick steel plate that can be manufactured, and has a remarkable industrial effect. Further, according to the present invention, there is an effect that a welded steel structure such as a highly safe building structure can be constructed with high efficiency.

実施例で用いた、再現熱サイクルの熱サイクルパターンを模式的に示す説明図である。It is explanatory drawing which shows typically the thermal cycle pattern of the reproduction thermal cycle used in the Example.

本発明厚鋼板は、引張強さ:980MPa以上の高母材強度と、試験温度:0℃におけるシャルピー衝撃試験吸収エネルギーvE(J)が165J以上の優れた母材靭性と、を有する厚鋼板であり、入熱500kJ/cmを超える超大入熱溶接を施した場合の溶接熱影響部が、試験温度:0℃におけるシャルピー衝撃試験吸収エネルギーvE(J)で100J以上の優れたHAZ靭性を有する。 The thick steel plate of the present invention has a tensile strength: a high base metal strength of 980 MPa or more, and an excellent base material toughness having a Charpy impact test absorbed energy vE 0 (J) of 165 J or more at a test temperature of 0 ° C. Excellent HAZ toughness with a heat affected zone of super heat input exceeding 500kJ / cm, which is a steel plate, with an impact energy absorbed by the Charpy impact test at 0 ° C vE 0 (J) of 100J or more Have

まず、本発明厚鋼板の組成限定理由について説明する、なお、組成における質量%は、とくに断らない限り、単に%で記す。   First, the reason for limiting the composition of the steel plate of the present invention will be described. The mass% in the composition is simply expressed as% unless otherwise specified.

C:0.05%以下
Cは、鋼板強度の増加に寄与する元素であり、所望の鋼板強度を確保するためには、0.001%以上含有することが望ましい。一方、0.05%を超えて多量に含有すると、とくに大入熱溶接HAZにおいて島状マルテンサイト相(MA)が増加し、HAZ靭性が低下する。このため、本発明では、0.05%以下に限定した。なお、好ましくは0.01〜0.02%である。
C: 0.05% or less
C is an element that contributes to an increase in the strength of the steel sheet, and is desirably contained in an amount of 0.001% or more in order to ensure a desired steel sheet strength. On the other hand, if it is contained in a large amount exceeding 0.05%, the island-like martensite phase (MA) is increased particularly in the high heat input welding HAZ, and the HAZ toughness is lowered. For this reason, in this invention, it limited to 0.05% or less. In addition, Preferably it is 0.01 to 0.02%.

Si:0.3%以下
Siは、製鋼時に脱酸剤として作用する元素であり、このような効果を得るためには0.02%以上含有することが好ましい。また、Siは、強力なフェライト(α)安定化元素であり、本発明ではMnによるオーステナイトの過度の安定化を抑制する作用を有する。しかし、Siは、セメンタイトの生成を強く抑制する作用をも有する。このため、Siを0.3%を超えて多く含有すると、島状マルテンサイトが増加し、HAZ靭性が低下する。このため、Siは0.3%以下に限定した。なお、好ましくは0.1%以下である。
Si: 0.3% or less
Si is an element that acts as a deoxidizer during steelmaking, and is preferably contained in an amount of 0.02% or more in order to obtain such an effect. Si is a strong ferrite (α) stabilizing element, and in the present invention, has an action of suppressing excessive austenite stabilization by Mn. However, Si also has an effect of strongly suppressing the formation of cementite. For this reason, when Si is contained more than 0.3%, island-like martensite will increase and HAZ toughness will fall. For this reason, Si was limited to 0.3% or less. In addition, Preferably it is 0.1% or less.

Mn:3.6〜7.0%
Mnは、強力なオーステナイト(γ)安定化元素のひとつで、γ→α変態点を低下させ、焼入れ性を増大させて、ベイナイト変態、マルテンサイト変態を促進させ、所望の母材強度を確保するのに有効に寄与する。このような効果を得るためには、3.6%以上の含有を必要とする。一方、7.0%を超える多量の含有は、HAZ硬さが高くなりすぎ、HAZ靭性が低下する。このため、Mnは3.6〜7.0%の範囲に限定した。なお、好ましくは4.0〜5.0%である。
Mn: 3.6-7.0%
Mn is a strong austenite (γ) stabilizing element that lowers the γ → α transformation point, increases hardenability, promotes bainite transformation and martensite transformation, and secures the desired base metal strength. It contributes effectively. In order to obtain such an effect, the content of 3.6% or more is required. On the other hand, if the content exceeds 7.0%, the HAZ hardness becomes too high, and the HAZ toughness decreases. For this reason, Mn was limited to the range of 3.6 to 7.0%. In addition, Preferably it is 4.0 to 5.0%.

P:0.02%以下
Pは、不可避的不純物として鋼中に含まれるが、粒界等に偏析しやすい元素であり、靭性等に悪影響を及ぼす。このため、本発明ではできるだけ低減することが望ましいが、0.02%までは許容できる。このため、Pは0.02%以下に限定した。なお、好ましくは0.01%以下である。
P: 0.02% or less
P is an element that is included in steel as an inevitable impurity, but is an element that easily segregates at grain boundaries and the like, and adversely affects toughness. For this reason, in the present invention, it is desirable to reduce as much as possible, but 0.02% is acceptable. For this reason, P was limited to 0.02% or less. In addition, Preferably it is 0.01% or less.

S:0.003%以下
Sは、鋼中では主としてMnS系介在物として存在し、延性、靭性に悪影響をもたらす元素であり、できるだけ低減することが望ましいが、0.003%までは許容できる。このため、Sは0.003%以下に限定した。
S: 0.003% or less
S is an element mainly present in steel as MnS inclusions and has an adverse effect on ductility and toughness. It is desirable to reduce it as much as possible, but it is acceptable up to 0.003%. For this reason, S was limited to 0.003% or less.

Al:0.001〜0.06%
Alは、製鋼時に脱酸剤として作用する元素であり、このような効果を得るためには0.001%以上の含有を必要とする。一方、0.06%を超えて多量に含有すると、アルミナ等の粗大介在物が増加し清浄度が低下し、母材靭性が低下する。また、Alの多量含有は、HAZ組織においてMAが増加し、HAZ靭性が低下する。このため、Alは0.001〜0.06%の範囲に限定した。なお、好ましくは0.02〜0.04%である。
Al: 0.001 to 0.06%
Al is an element that acts as a deoxidizer during steelmaking, and in order to obtain such an effect, it needs to be contained in an amount of 0.001% or more. On the other hand, when the content exceeds 0.06%, coarse inclusions such as alumina increase, the cleanliness decreases, and the base material toughness decreases. Further, when Al is contained in a large amount, MA increases in the HAZ structure and HAZ toughness decreases. For this reason, Al was limited to the range of 0.001 to 0.06%. In addition, Preferably it is 0.02 to 0.04%.

Ti:0.005〜0.03%
Tiは、Nと結合しTiNを形成し、とくにHAZにおけるγ粒の成長を抑制し、HAZ靭性の向上に寄与する元素である。このような効果を得るためには、0.005%以上含有する必要がある。一方、0.03%を超えて多量に含有すると、TiNが粗大化しやすくなり、母材靭性、HAZ靭性が共に低下する。このため、Tiは0.005〜0.03%の範囲に限定した。なお、好ましくは0.010〜0.03%、より好ましくは0.010〜0.0025%である。
Ti: 0.005-0.03%
Ti is an element that combines with N to form TiN, particularly suppresses the growth of γ grains in HAZ and contributes to the improvement of HAZ toughness. In order to acquire such an effect, it is necessary to contain 0.005% or more. On the other hand, if the content exceeds 0.03%, TiN tends to be coarsened, and both the base metal toughness and the HAZ toughness are lowered. For this reason, Ti was limited to the range of 0.005 to 0.03%. In addition, Preferably it is 0.010 to 0.03%, More preferably, it is 0.010 to 0.0025%.

Cr:5〜12%
Crは、フェライト安定化元素のひとつであり、Mnの多量含有による0℃での粒界破壊の発生を防止する、本発明では重要な元素である。また、Crは、焼入れ性の向上を介して、所望の母材強度や母材靭性を確保するのに有効に寄与する。このような効果を得るためには、5%以上の含有を必要とする。一方、Crが12%を超えて多量に含有すると、オーステナイト相が生成しなくなり組織が粗大化しやすくなり、また、フェライト(粒界フェライト)が増加し高強度を確保できなくなるうえ、靭性が低下する。このため、Crは5〜12%の範囲に限定した。なお、好ましくは8〜10%である。
Cr: 5-12%
Cr is one of ferrite stabilizing elements, and is an important element in the present invention that prevents the occurrence of grain boundary fracture at 0 ° C. due to a large amount of Mn. In addition, Cr contributes effectively to securing desired base material strength and base material toughness through improvement of hardenability. In order to obtain such an effect, the content of 5% or more is required. On the other hand, if the Cr content exceeds 12%, an austenite phase is not generated and the structure is likely to be coarsened. In addition, ferrite (intergranular ferrite) increases and high strength cannot be ensured, and toughness decreases. . For this reason, Cr was limited to the range of 5 to 12%. In addition, Preferably it is 8 to 10%.

N:0.0055%以下
Nは、鋼中に不可避的に含有される元素であるが、Tiと結合しTiNを形成して、とくに大入熱溶接熱影響部におけるγ粒の成長を抑制し、HAZ組織の微細化を介し、大入熱溶接HAZ靭性の向上に寄与する。このような効果を得るためには、0.0025%以上含有させることが望ましいが、0.0055%を超えて多量に含有すると、母材靭性およびHAZ靭性がともに低下する。このため、Nは0.0055%以下に限定した。なお、好ましくは0.0025〜0.0045%である。
N: 0.0055% or less
N is an element inevitably contained in the steel, but it combines with Ti to form TiN, and suppresses the growth of γ grains, particularly in the high heat input weld heat affected zone, and refines the HAZ structure. Therefore, it contributes to the improvement of high heat input welding HAZ toughness. In order to acquire such an effect, it is desirable to make it contain 0.0025% or more, but when it contains more than 0.0055%, both base material toughness and HAZ toughness will fall. For this reason, N was limited to 0.0055% or less. In addition, Preferably it is 0.0025 to 0.0045%.

O:0.003%以下
O(酸素)は、鋼中には不可避的不純物として含まれ、主として酸化物系介在物として存在し、靭性等に悪影響を及ぼす。このため、O(酸素)は、できるだけ低減することが望ましいが、0.003%までは許容できる。このようなことから、O(酸素)は0.003%以下に限定した。なお、好ましくは0.002%以下である。
O: 0.003% or less
O (oxygen) is contained as an inevitable impurity in steel and exists mainly as oxide inclusions, which adversely affects toughness and the like. For this reason, it is desirable to reduce O (oxygen) as much as possible, but it is acceptable up to 0.003%. For these reasons, O (oxygen) was limited to 0.003% or less. In addition, Preferably it is 0.002% or less.

上記した成分が基本の成分であるが、本発明では、基本の組成に加えてさらに、選択元素として、Ni:0.01〜7.0%、Nb:0.003〜0.020%のうちから選ばれた1種または2種、および/または、Mo:0.01%以上0.5%未満、および/または、Cu:0.01〜2.0%、B:0.0003〜0.0030%、V:0.01〜0.09%のうちから選ばれた1種または2種以上、および/または、Ca:0.0005〜0.0020%、REM:0.0010〜0.0030%、Mg:0.0010〜0.0020%のうちから選ばれた1種または2種以上、を必要に応じて含有できる。   The above-mentioned components are basic components, but in the present invention, in addition to the basic composition, as a selective element, one or two selected from Ni: 0.01 to 7.0% and Nb: 0.003 to 0.020% Species and / or Mo: 0.01% or more and less than 0.5% and / or Cu: 0.01 to 2.0%, B: 0.0003 to 0.0030%, V: 0.01 to 0.09% One or more selected from the above and / or Ca: 0.0005 to 0.0020%, REM: 0.0010 to 0.0030%, and Mg: 0.0010 to 0.0020% can be contained as necessary.

Ni:0.01〜7.0%、Nb:0.003〜0.020%のうちから選ばれた1種または2種
Ni、Nbはいずれも、オーステナイト安定化元素であり、オーステナイト安定化元素であるMnの作用を補強する目的で、必要に応じて選択して1種または2種含有できる。
One or two selected from Ni: 0.01-7.0%, Nb: 0.003-0.020%
Ni and Nb are both austenite stabilizing elements, and can be selected as necessary for inclusion of one or two kinds for the purpose of reinforcing the action of Mn, which is an austenite stabilizing element.

Niは、強力なオーステナイト安定化元素であり、γ→α変態点を低下させて、所望の母材強度を確保するのに有用な元素である。また、ベイナイト変態を促進する元素である。しかし高価な元素であるため、本発明では選択元素とし、オーステナイト安定化元素であるMnの補助として用いる。このような効果を得るためには、0.01%以上の含有を必要とする。なお、Mnだけで、所望の高強度、所望の優れたHAZ靭性が確保できる場合には、含有する必要はない。一方、7.0%を超える多量の含有は、合金コストを高騰させる。このため、含有する場合には、靭性向上の観点から0.01〜7.0%に限定することが好ましい。このようなことから、含有する場合には、Niは0.01〜7.0%の範囲に限定することが好ましい。なお、合金コストの観点からより好ましくは0.01〜2.0%、さらに好ましくは0.01〜1.0%である。   Ni is a strong austenite stabilizing element, and is an element useful for reducing the γ → α transformation point and ensuring a desired base material strength. It is an element that promotes bainite transformation. However, since it is an expensive element, it is used as an optional element in the present invention and as an auxiliary to Mn, which is an austenite stabilizing element. In order to acquire such an effect, 0.01% or more of content is required. In addition, when desired high strength and desired excellent HAZ toughness can be secured with Mn alone, it is not necessary to contain it. On the other hand, a large content exceeding 7.0% raises the alloy cost. For this reason, when it contains, it is preferable to limit to 0.01 to 7.0% from a viewpoint of a toughness improvement. For these reasons, when Ni is contained, Ni is preferably limited to a range of 0.01 to 7.0%. From the viewpoint of alloy cost, it is more preferably 0.01 to 2.0%, further preferably 0.01 to 1.0%.

Nbは、γからαへの変態を著しく遅らせる作用を有し、本発明ではMn、Niと同様に、オーステナイト安定化元素として扱う。本発明では必要に応じて、Mnの補助としてNiと同様に用いる。また、Nbは、ベイナイト変態を促進させて、所望の母材強度を確保するのに有効に寄与する。このような効果を得るためには、0.003%以上の含有を必要とする。一方、0.020%を超える含有は、HAZ硬さが高くなりすぎて、HAZ靭性が低下する。このため、含有する場合には、Nbは0.003〜0.020%の範囲に限定することが好ましい。なお、より好ましくは0.003〜0.010%である。   Nb has the effect of remarkably delaying the transformation from γ to α, and is treated as an austenite stabilizing element in the present invention, like Mn and Ni. In the present invention, if necessary, it is used in the same manner as Ni as an auxiliary to Mn. Further, Nb contributes effectively to promote the bainite transformation and secure a desired base material strength. In order to acquire such an effect, 0.003% or more of content is required. On the other hand, if the content exceeds 0.020%, the HAZ hardness becomes too high and the HAZ toughness decreases. For this reason, when it contains, it is preferable to limit Nb to 0.003 to 0.020% of range. In addition, More preferably, it is 0.003 to 0.010%.

Mo:0.01%以上0.5%未満
Moは、フェライト安定化元素のひとつであり、Mn含有によるオーステナイトの過度の安定化を防止する作用を有する。Moは高価な元素であり、本発明では選択元素として、Crの補助として必要に応じて用いる。Crだけで、所望の高強度、優れたHAZ靭性が得られる場合には含有する必要はない。また、Moは、焼入れ性を向上させて、所望の母材強度や所望の優れた母材靭性を確保するのに有用な元素である。このような効果を得るためには、0.01%以上の含有を必要とする。一方、0.5%以上の含有は、HAZ硬さが高くなりすぎて、HAZ靭性が低下する。このため、含有する場合には、Moは0.01%以上0.5%未満の範囲に限定することが好ましい。なお、より好ましくは0.05〜0.2%である。
Mo: 0.01% or more and less than 0.5%
Mo is one of ferrite stabilizing elements and has an action of preventing excessive austenite stabilization due to Mn content. Mo is an expensive element. In the present invention, Mo is used as an optional element as needed as an auxiliary to Cr. It is not necessary to contain only Cr if desired high strength and excellent HAZ toughness can be obtained. Mo is an element useful for improving hardenability and ensuring desired base material strength and desired excellent base material toughness. In order to acquire such an effect, 0.01% or more of content is required. On the other hand, if the content is 0.5% or more, the HAZ hardness becomes too high, and the HAZ toughness decreases. For this reason, when it contains, it is preferable to limit Mo to 0.01% or more and less than 0.5% of range. In addition, More preferably, it is 0.05 to 0.2%.

Cu:0.01〜2.0%、B:0.0003〜0.0030%、V:0.01〜0.09%のうちから選ばれた1種または2種以上
Cu、B、Vはいずれも、母材強度の向上に有効に寄与する元素であり、必要に応じて選択して1種または2種以上を含有できる。
One or more selected from Cu: 0.01 to 2.0%, B: 0.0003 to 0.0030%, V: 0.01 to 0.09%
Cu, B, and V are all elements that effectively contribute to the improvement of the strength of the base material, and can be selected as necessary to contain one or more.

Cuは、フェライトの生成を抑制してベイナイト変態を促進し、所望の母材強度を確保するために有効に寄与する。このような効果を得るためには、0.01%以上含有することが好ましい。一方、2.0を超えて過剰に含有すると、熱間圧延時に表面疵(Cu疵)を発生する。このため、含有する場合には、Cuは0.01〜2.0%の範囲に限定することが好ましい。なお、より好ましくは1.0%以下である。また、Cuを含有する場合には、表面疵を防止のために、同時にNiをCu量の1/2以上含有させることが好ましい。   Cu suppresses the formation of ferrite, promotes bainite transformation, and contributes effectively to ensure a desired base material strength. In order to acquire such an effect, it is preferable to contain 0.01% or more. On the other hand, if the content exceeds 2.0, surface defects (Cu defects) are generated during hot rolling. For this reason, when it contains, it is preferable to limit Cu to 0.01 to 2.0% of range. In addition, More preferably, it is 1.0% or less. In addition, when Cu is contained, it is preferable to contain Ni at least ½ of the amount of Cu at the same time in order to prevent surface flaws.

Bは、少量の含有で焼入れ性を向上させ、母材強度の向上に有効に寄与する。このような効果を得るためには、0.0003%以上の含有を必要とする。一方、0.0030%を超える過剰の含有は、HAZ硬さが硬くなりすぎ、HAZ靭性が低下する。このため、含有する場合には、Bは0.0003〜0.0030%の範囲に限定することが好ましい。なお、より好ましくは0.0010%以下である。   B, when contained in a small amount, improves the hardenability and effectively contributes to the improvement of the base material strength. In order to acquire such an effect, 0.0003% or more needs to be contained. On the other hand, if the content exceeds 0.0030%, the HAZ hardness becomes too hard, and the HAZ toughness decreases. For this reason, when it contains, it is preferable to limit B to 0.0003 to 0.0030% of range. More preferably, it is 0.0010% or less.

Vは、フェライト変態を抑制し、ベイナイト変態を促進して、母材強度の向上に有効に寄与する。このような効果を得るためには、0.01%以上の含有を必要とする。一方、0.09%を超える過剰な含有は、HAZに析出物を析出させて、HAZ靭性を低下させる。このため、含有する場合には、Vは0.01〜0.09%の範囲に限定することが好ましい。なお、より好ましくは0.005%以下である。   V suppresses the ferrite transformation, promotes the bainite transformation, and contributes effectively to the improvement of the base material strength. In order to acquire such an effect, 0.01% or more of content is required. On the other hand, an excessive content exceeding 0.09% causes a precipitate to precipitate in the HAZ, thereby reducing the HAZ toughness. For this reason, when it contains, it is preferable to limit V to 0.01 to 0.09% of range. More preferably, it is 0.005% or less.

Ca:0.0005〜0.0020%、REM:0.0010〜0.0030%、Mg:0.0010〜0.0020%のうちから選ばれた1種または2種以上
Ca、REM、Mgはいずれも、介在物の形態を制御して、母材の延性、靭性、さらにはHAZ靭性を向上させる元素であり、必要に応じて選択して1種または2種以上を含有できる。このような効果を得るためには、Ca:0.0005%以上、REM:0.0010%以上、Mg:0.0010%以上含有する必要がある。一方、Ca:0.0020%、REM:0.0030%、Mg:0.0020%をそれぞれ超える過剰な含有は、介在物が粗大化してHAZ靭性を低下させる。このため、含有する場合には、Ca:0.0005〜0.0020%、REM:0.0010〜0.0030%、Mg:0.0010〜0.0020%の範囲にそれぞれ限定することが好ましい。
One or more selected from Ca: 0.0005 to 0.0020%, REM: 0.0010 to 0.0030%, Mg: 0.0010 to 0.0020%
Ca, REM, and Mg are elements that improve the ductility, toughness, and further HAZ toughness of the base material by controlling the form of inclusions. Select one or more as required. Can be contained. In order to obtain such an effect, it is necessary to contain Ca: 0.0005% or more, REM: 0.0010% or more, and Mg: 0.0010% or more. On the other hand, excessive inclusions exceeding Ca: 0.0020%, REM: 0.0030%, and Mg: 0.0020% respectively reduce inclusions and reduce HAZ toughness. For this reason, when it contains, it is preferable to limit to Ca: 0.0005-0.0020%, REM: 0.0010-0.0030%, and Mg: 0.0010-0.0020%, respectively.

上記した成分以外の残部は、Feおよび不可避的不純物からなる。   The balance other than the components described above consists of Fe and inevitable impurities.

本発明高強度厚鋼板は、上記した組成を有し、さらにマルテンサイト相とベイナイト相とを主相とする組織(マルテンサイトとベイナイトとの混合組織)を有する。   The high-strength thick steel sheet of the present invention has the above-described composition, and further has a structure (mixed structure of martensite and bainite) whose main phase is a martensite phase and a bainite phase.

本発明厚鋼板は、引張強さ:980MPa以上の高強度を確保するために、母材組織は、マルテンサイト相とベイナイト相とを主相とする組織とする。ここでいう「主相」とは、体積率で95%以上を占める相をいうものとする。主相以外の第二相としては、体積率で5%以下(0%を含む)の残留オーステナイトが例示できる。なお、主相以外の第二相が、体積率で5%を超えると、強度が低下し、所望の高強度を確保できなくなる。このようなことから、本発明高強度厚鋼板の組織は、マルテンサイト相とベイナイト相とを主相とする、マルテンサイト相とベイナイト相とが混合した組織(マルテンサイトとベイナイトとの混合組織)に限定した。   In the thick steel plate of the present invention, in order to ensure a high strength of 980 MPa or more, the base metal structure is a structure having a martensite phase and a bainite phase as main phases. Here, the “main phase” refers to a phase occupying 95% or more by volume ratio. Examples of the second phase other than the main phase include residual austenite having a volume ratio of 5% or less (including 0%). If the second phase other than the main phase exceeds 5% by volume, the strength is lowered and the desired high strength cannot be ensured. For this reason, the structure of the high-strength thick steel sheet of the present invention has a structure in which the martensite phase and the bainite phase are mixed, and the martensite phase and the bainite phase are mixed (mixed structure of martensite and bainite). Limited to.

なお、ここでいう「ベイナイト相」は、いわゆる下部ベイナイト相、あるいはBIII(邦武ら;鋼の強靭性、1971、p85参照)と称されるベイナイトをいう。 The “bainite phase” here refers to a so-called lower bainite phase or bainite referred to as B III (Kunitake et al .; Steel toughness, 1971, p85).

つぎに、本発明高強度厚鋼板の好ましい製造方法について説明する。   Below, the preferable manufacturing method of this invention high strength thick steel plate is demonstrated.

本発明では、上記した組成の鋼素材を、加熱し、熱間圧延を施して、所定寸法の厚鋼板とする。   In the present invention, the steel material having the above composition is heated and hot-rolled to obtain a thick steel plate having a predetermined size.

本発明では、鋼素材の製造方法はとくに限定する必要はないが、上記した組成の溶鋼を、転炉、電気炉等の常用の溶製方法で溶製し、連続鋳造法等の常用の鋳造方法でスラブ等の鋳片とすることが好ましい。造塊−分塊圧延法を用いてもなんら問題はない。   In the present invention, the manufacturing method of the steel material need not be particularly limited, but the molten steel having the above composition is melted by a conventional melting method such as a converter or an electric furnace, and a normal casting such as a continuous casting method is performed. It is preferable to make a slab or the like by a method. There is no problem even if the ingot-bundling method is used.

得られた鋼素材が、熱間圧延が可能な温度を有している場合には、加熱することなく、あるいは簡単な保熱処理を行ったのち、熱間圧延に供してもよいが、室温まで冷却したのち、あるいは室温まで冷却することなく、加熱温度:1000〜1250℃に加熱したのち、熱間圧延を施すことが好ましい。   If the obtained steel material has a temperature at which hot rolling is possible, it may be subjected to hot rolling without heating or after performing simple coercive heat treatment. After cooling or without cooling to room temperature, it is preferable to perform hot rolling after heating to a heating temperature of 1000 to 1250 ° C.

加熱温度が1000℃未満では、変形抵抗が大きくなりすぎて、圧延機への負荷が大きくなりすぎて、熱間圧延が困難となる。一方、1250℃を超える高温では、鋼素材の結晶粒径が大きくなりすぎ、熱間圧延を施しても所望の組織微細化を達成できなくなる。このため、熱間圧延の加熱温度は1000〜1250℃に限定することが好ましい。   When the heating temperature is less than 1000 ° C., the deformation resistance becomes too large, the load on the rolling mill becomes too large, and hot rolling becomes difficult. On the other hand, at a high temperature exceeding 1250 ° C., the crystal grain size of the steel material becomes too large, and even if hot rolling is performed, the desired structure refinement cannot be achieved. For this reason, it is preferable to limit the heating temperature of hot rolling to 1000-1250 degreeC.

加熱された鋼素材は、ついで、熱間圧延を施される。熱間圧延の条件は、とくに限定する必要はないが、組織の微細化を介し、所望の高母材強度と高母材靭性を兼備させるという観点からは、累積圧下率:30%以上、熱間圧延終了温度:900℃以上とすることが好ましい。なお、熱間圧延終了後の冷却は、フェライト変態開始臨界冷却速度以上の冷却とすることが好ましい。本発明厚鋼板は、焼入れ性が高い組成であることから、空冷程度の冷却のままで、すなわち非調質で、引張強さ980MPa以上の高強度を確保することが可能である。   The heated steel material is then subjected to hot rolling. The conditions for hot rolling are not particularly limited, but from the viewpoint of combining desired high base metal strength and high base material toughness through refinement of the structure, the cumulative rolling reduction: 30% or more, heat End rolling temperature: It is preferable to be 900 ° C. or higher. In addition, it is preferable that the cooling after completion | finish of hot rolling shall be cooling more than a ferrite transformation start critical cooling rate. Since the thick steel plate of the present invention has a composition with high hardenability, it is possible to ensure high strength with a tensile strength of 980 MPa or more while maintaining cooling to the extent of air cooling, that is, non-tempered.

なお、高靭性を安定して確保するという観点からは、600℃以下の焼戻処理を施すことが好ましい。   In addition, it is preferable to perform a tempering process at 600 ° C. or less from the viewpoint of stably ensuring high toughness.

以下、実施例に基づき、さらに本発明について説明する。   Hereinafter, based on an Example, this invention is demonstrated further.

表1に示す組成の溶鋼を真空溶解炉で溶製し、鋳型に注入しインゴット(30kgf)とし、鋼素材とした。得られた鋼素材を、加熱炉で1200℃に加熱し、熱間圧延により厚鋼板(板厚15mm)とした。なお、熱間圧延の圧延開始温度は1150℃、圧延終了温度は910℃、累積圧下率は80%であった。熱間圧延終了後、室温まで空冷した。   Molten steel having the composition shown in Table 1 was melted in a vacuum melting furnace and poured into a mold to form an ingot (30 kgf), which was used as a steel material. The obtained steel material was heated to 1200 ° C. in a heating furnace and made into a thick steel plate (plate thickness 15 mm) by hot rolling. In addition, the rolling start temperature of hot rolling was 1150 ° C., the rolling end temperature was 910 ° C., and the cumulative rolling reduction was 80%. After completion of hot rolling, it was air-cooled to room temperature.

得られた厚鋼板から試験片を採取し、組織観察、引張試験、衝撃試験、再現熱サイクル試験を実施した。試験方法は次のとおりである。
(1)組織観察
得られた厚鋼板から組織観察用試験片を採取し、圧延方向断面が観察面となるように、研磨し、腐食液(ナイタール液)で腐食したのち走査型電子顕微鏡(倍率:400倍)を用いて組織を観察し、撮像した。得られた組織写真を用いて、画像解析により組織の同定し、各相の組織分率(体積率)を算出した。なお、残留オーステナイト相の体積率は、X線回折用試験片を各厚鋼板の1/4t位置が測定面となるように採取し、X線回折法を用いて測定した。
(2)引張試験
得られた厚鋼板から、引張方向が圧延方向となるように引張試験片(平行部:直径6.0mmφ×GL25.0mm)を採取し、JIS Z 2241の規定に準拠して引張試験を行い、降伏強さYS、引張強さTS、降伏比YR、伸びElを測定した。
(3)衝撃試験
得られた厚鋼板の板厚中央位置から、Vノッチ試験片(標準試験片 試験片幅10mm)を採取し、JIS Z 2242の規定に準拠してシャルピー衝撃試験を実施した。試験温度は0℃とし、吸収エネルギーvE(J)を求めた。なお、試験片は各3本とし、得られた各吸収エネルギーの算術平均を求め、当該鋼板の吸収エネルギーとした。
(4)再現熱サイクル試験
得られた厚鋼板から、圧延方向が試験片長手方向となるように、再現熱サイクル試験片(12mm×12mm×長さLmm)を採取した。そして、高周波誘導加熱装置を用いて、再現熱サイクル試験片に、スキンプレート材(50mm厚)とダイアフラム材(50mm厚)を組合せ、溶接入熱:550kJ/cmのエレクトロスラグ溶接を行った場合の熱影響部(ボンド近傍)に相当する熱履歴を付与した。付与した再現熱サイクルは、図1に示すように、最高加熱温度を1400℃とし、23秒間保持したのち、800〜500℃の冷却時間が510sの冷却速度で、150℃以下まで冷却する再現サイクルとした。なお、再現熱サイクルの付与は、各3本とした。
Test pieces were collected from the obtained thick steel plates and subjected to structure observation, tensile test, impact test, and reproducible thermal cycle test. The test method is as follows.
(1) Microstructure observation A specimen for microstructural observation is collected from the obtained thick steel plate, polished so that the cross section in the rolling direction becomes the observation surface, and corroded with a corrosive liquid (a nital liquid), and then a scanning electron microscope (magnification) : 400 times) and the tissue was observed and imaged. Using the obtained tissue photograph, the tissue was identified by image analysis, and the tissue fraction (volume ratio) of each phase was calculated. The volume fraction of the retained austenite phase was measured by using an X-ray diffraction method by collecting a test piece for X-ray diffraction so that the 1/4 t position of each thick steel plate was the measurement surface.
(2) Tensile test Tensile test pieces (parallel part: diameter 6.0mmφ x GL25.0mm) are collected from the obtained thick steel plate so that the tensile direction is the rolling direction, and is tensioned according to the provisions of JIS Z 2241. Tests were performed to measure the yield strength YS, tensile strength TS, yield ratio YR, and elongation El.
(3) Impact test A V-notch test piece (standard test piece test piece width 10 mm) was sampled from the center position of the obtained thick steel plate, and a Charpy impact test was performed in accordance with the provisions of JIS Z 2242. The test temperature was 0 ° C., and the absorbed energy vE 0 (J) was determined. In addition, the test piece was set to three each, the arithmetic average of each obtained absorbed energy was calculated | required, and it was set as the absorbed energy of the said steel plate.
(4) Reproduction thermal cycle test A reproduction thermal cycle test piece (12 mm x 12 mm x length Lmm) was collected from the obtained thick steel plate so that the rolling direction was the longitudinal direction of the test piece. And, using a high-frequency induction heating device, a combination of a skin plate material (50mm thickness) and a diaphragm material (50mm thickness) with a reproducible thermal cycle test piece, welding heat input: 550kJ / cm when electroslag welding is performed A thermal history corresponding to the heat affected zone (near the bond) was applied. As shown in Fig. 1, the reproducible heat cycle is a reproducible cycle in which the maximum heating temperature is 1400 ° C and held for 23 seconds. It was. The number of reproducible heat cycles was three.

再現熱サイクルを施した再現熱サイクル試験片から、Vノッチ試験片(標準試験片 試験片幅10mm)を採取して、JIS Z 2242の規定に準拠してシャルピー衝撃試験を実施した。試験温度は0℃とし、吸収エネルギーvE(J)を求めた。シャルピー衝撃試験は各3本とし、それらの算術平均値を当該厚鋼板のHAZ靭性値とした。 A V-notch test piece (standard test piece test piece width 10 mm) was sampled from a reproducible heat cycle test piece subjected to a reproducible heat cycle, and a Charpy impact test was performed in accordance with the provisions of JIS Z 2242. The test temperature was 0 ° C., and the absorbed energy vE 0 (J) was determined. Three Charpy impact tests were used, and the arithmetic average value was used as the HAZ toughness value of the steel plate.

得られた結果を表2に示す。   The obtained results are shown in Table 2.

Figure 0006369414
Figure 0006369414

Figure 0006369414
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本発明例はいずれも、TS:950MPa以上の高強度を有し、吸収エネルギーvE(J)が100J以上の優れた超大入熱溶接熱影響部靭性を有する高強度厚鋼板となっている。一方、本発明の範囲を外れる比較例は、強度が不足しているか、吸収エネルギーvE(J)が100J未満で、超大入熱溶接熱影響部靭性が低下しているか、あるいはその両方となっている。 All of the examples of the present invention are high strength thick steel plates having high strength of TS: 950 MPa or more and excellent super high heat input welding heat affected zone toughness of absorbed energy vE 0 (J) of 100 J or more. On the other hand, comparative examples that are out of the scope of the present invention are insufficient in strength, absorbed energy vE 0 (J) is less than 100 J, and super high heat input welding heat affected zone toughness is reduced, or both. ing.

Claims (5)

質量%で、
C :0.05%以下、 Si:0.3%以下、
Mn:3.6〜7.0%、 P :0.02%以下、
S :0.003%以下、 Al:0.001〜0.06%、
Ti:0.005〜0.03%、 Cr:5〜12%、
N :0.0055%以下、 O :0.003%以下
を含み、残部Feおよび不可避的不純物からなる組成と、マルテンサイト相とベイナイト相を主相とし、該主相が体積率で95%以上を占める相である組織とを有し、引張強さ:950MPa以上の高強度を有することを特徴とする超大入熱溶接熱影響部靭性に優れた建築構造物用高強度厚鋼板。
% By mass
C: 0.05% or less, Si: 0.3% or less,
Mn: 3.6 to 7.0%, P: 0.02% or less,
S: 0.003% or less, Al: 0.001 to 0.06%,
Ti: 0.005-0.03%, Cr: 5-12%,
N: 0.0055% or less, O: 0.003% or less, a composition comprising the balance Fe and inevitable impurities, a martensite phase and a bainite phase as the main phase, and the main phase occupying 95% or more by volume and a der Ru tissue, tensile strength: high strength steel plate for building structure having excellent ultra high heat input welding heat affected zone toughness, characterized by having a high strength of at least 950 MPa.
前記組成に加えてさらに、質量%で、Ni:0.01〜7.0%、Nb:0.003〜0.020%のうちから選ばれた1種または2種を含有する組成とすることを特徴とする請求項1に記載の建築構造物用高強度厚鋼板。   2. The composition according to claim 1, wherein the composition further comprises one or two selected from Ni: 0.01 to 7.0% and Nb: 0.003 to 0.020% by mass% in addition to the composition. High-strength thick steel sheet for building structures as described. 前記組成に加えてさらに、質量%で、Mo:0.01%以上0.5%未満を含有する組成とすることを特徴とする請求項1または2に記載の建築構造物用高強度厚鋼板。   The high-strength thick steel sheet for building structures according to claim 1 or 2, further comprising, in addition to the composition, Mo: 0.01% or more and less than 0.5% by mass. 前記組成に加えてさらに、質量%で、Cu:0.01〜2.0%、B:0.0003〜0.0030%、V:0.01〜0.09%のうちから選ばれた1種または2種以上を含有する組成とすることを特徴とする請求項1ないし3のいずれかに記載の建築構造物用高強度厚鋼板。   In addition to the above composition, the composition further contains one or more kinds selected from Cu: 0.01 to 2.0%, B: 0.0003 to 0.0030%, and V: 0.01 to 0.09% by mass%. The high-strength thick steel plate for building structures according to any one of claims 1 to 3. 前記組成に加えてさらに、質量%で、Ca:0.0005〜0.0020%、REM:0.0010〜0.0030%、Mg:0.0010〜0.0020%のうちから選ばれた1種または2種以上を含有する組成とすることを特徴とする請求項1ないし4のいずれかに記載の建築構造物用高強度厚鋼板。   In addition to the above composition, the composition further contains, by mass%, one or more selected from Ca: 0.0005 to 0.0020%, REM: 0.0010 to 0.0030%, and Mg: 0.0010 to 0.0020%. The high-strength thick steel plate for building structures according to any one of claims 1 to 4.
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