JP6520598B2 - High strength low alloy steel - Google Patents

High strength low alloy steel Download PDF

Info

Publication number
JP6520598B2
JP6520598B2 JP2015182877A JP2015182877A JP6520598B2 JP 6520598 B2 JP6520598 B2 JP 6520598B2 JP 2015182877 A JP2015182877 A JP 2015182877A JP 2015182877 A JP2015182877 A JP 2015182877A JP 6520598 B2 JP6520598 B2 JP 6520598B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
less
content
bainite
strength
hydrogen embrittlement
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
JP2015182877A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2017057457A (en
Inventor
裕嗣 崎山
裕嗣 崎山
大村 朋彦
朋彦 大村
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 JP2015182877A priority Critical patent/JP6520598B2/en
Publication of JP2017057457A publication Critical patent/JP2017057457A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP6520598B2 publication Critical patent/JP6520598B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Heat Treatment Of Steel (AREA)

Description

本発明は、高強度低合金鋼材、特に、引張強さが1300MPa以上で伸びが大きく、耐水素脆化特性に優れ、自動車、産業機械、建築構造物等に用いるのに好適な、高強度低合金鋼材に関する。   The present invention is a high-strength low-alloy steel material, in particular, a high-strength low-strength steel suitable for use in automobiles, industrial machines, building structures, etc., having a high tensile strength of 1300 MPa or more, high elongation and excellent resistance to hydrogen embrittlement. It relates to an alloy steel material.

近年、軽量化、機能等の観点から引張強さが1000MPaを超えるような高強度鋼材が使用される傾向にある。しかし、鉄鋼材料は引張強さが1000MPaを超えると、水素脆化が深刻な問題となる。水素脆化とは、鉄鋼材料中に水素が侵入することにより機械特性が元の値よりも劣化する現象である。なお、水素はその原子半径が全元素中最小であることから鉄鋼材料中への侵入は不可避である。   In recent years, high strength steels having a tensile strength exceeding 1000 MPa tend to be used from the viewpoint of weight reduction, functions, and the like. However, when the tensile strength of steel materials exceeds 1000 MPa, hydrogen embrittlement becomes a serious problem. Hydrogen embrittlement is a phenomenon in which mechanical properties deteriorate more than the original value when hydrogen penetrates into steel materials. In addition, since the atomic radius of hydrogen is the smallest among all elements, it is inevitable to penetrate into the steel material.

そこで、耐水素脆化特性を向上させた鉄鋼材料およびその製造方法に関して様々な技術が開示されている。   Then, various techniques are disclosed regarding the steel material which improved the hydrogen embrittlement resistance characteristic, and its manufacturing method.

特許文献1に、高価な元素である、MoおよびNiを必須元素、Vを任意元素として含有し、Ms点近傍の低温域で恒温変態させたベイナイト主体の金属組織を有する耐水素脆化特性に優れた高強度鋼に関する技術が開示されている。   Patent Document 1 describes a hydrogen embrittlement resistant property having a bainite-based metal structure which contains expensive elements, Mo and Ni as essential elements and V as optional elements, and is isothermally transformed in a low temperature range near the Ms point. Techniques for superior high strength steels are disclosed.

特許文献2に、Caを含有させてアルミナ系の介在物を減らすとともに、必要に応じてMo、NiおよびV等の高価な元素を含有させ、焼戻し下部ベイナイト組織を冷間伸線した、遅れ破壊を起こしにくい鋼線に関する技術が開示されている。   In Patent Document 2, Ca is contained to reduce alumina-based inclusions and, if necessary, expensive elements such as Mo, Ni and V are contained to cold-draw a tempered lower bainite structure, delayed fracture. Technology relating to steel wire that is less likely to cause

特許文献3に、Vを必須元素、Mo、Ni等を任意元素として含有させた鋼を900〜1000℃に加熱して焼入れした後、550〜650℃で焼戻すことにより、微細な析出物を生成させて水素トラップ効果を付与した、耐水素脆化特性に優れた高強度鋼に関する技術が開示されている。   Patent Document 3 heats and hardens a steel containing V as an essential element, Mo, Ni and the like as an optional element by heating to 900 to 1000 ° C., and then tempered at 550 to 650 ° C. to precipitate fine precipitates. There is disclosed a technology relating to a high strength steel excellent in hydrogen embrittlement resistance, which is generated to impart a hydrogen trapping effect.

特許文献4に、0.05〜0.3%のVを必須元素、Mo、Ni等を任意元素として含有し、旧オーステナイト粒を伸長化させた延性に優れるベイナイト主体の組織を素地とする、耐遅れ破壊特性に優れる高強度PC鋼棒に関する技術が開示されている。   In Patent Document 4, 0.05 to 0.3% of V is contained as an essential element, Mo, Ni, etc. as an optional element, and a bainite-based structure excellent in ductility by extending old austenite grains is used as a substrate. A technique related to a high strength PC steel bar excellent in delayed fracture resistance is disclosed.

特開平7−188840号公報Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-188840 特開平7−292442号公報Unexamined-Japanese-Patent No. 7-292442 特開2002−194481号公報JP 2002-194481 A 特開平9−078192号公報Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-078192

特許文献1で開示された高強度鋼は、高価な元素であるMoおよびNiをそれぞれ、質量%で、0.3%以上および0.1%以上含有させる必要がある。しかも、この特許文献1の実施例で具体的に示された「発明鋼」1〜9におけるMoおよびNiの含有量はそれぞれ、質量%で、0.56〜0.96%および0.29〜0.55%であり、いずれも極めて高価な鋼である。   The high strength steel disclosed in Patent Document 1 needs to contain expensive elements Mo and Ni at 0.3% or more and 0.1% or more by mass%, respectively. Moreover, the contents of Mo and Ni in “invention steels” 1 to 9 specifically shown in the example of this patent document 1 are 0.56 to 0.96% and 0.29 to 0.29% by mass, respectively. It is 0.55% and all are extremely expensive steels.

特許文献2で開示された鋼線は、確かに遅れ破壊を起こしにくい。しかし、特許文献2の技術は所望の高強度と耐水素脆化特性を確保するために、溶製時にCaの添加が必須でる。   The steel wire disclosed in Patent Document 2 certainly does not easily cause delayed fracture. However, in the technique of Patent Document 2, addition of Ca is essential at the time of melting to secure desired high strength and resistance to hydrogen embrittlement.

特許文献3で開示された高強度鋼は、確かに耐水素脆化特性に優れている。しかし、特許文献3の高強度鋼は、現在高強度材に求められている良好な強度、伸びおよび耐水素脆化特性という三つの重要な特性のうち、伸びの確保という点で、改善の余地がある。   The high strength steel disclosed in Patent Document 3 is indeed excellent in hydrogen embrittlement resistance. However, the high strength steel of Patent Document 3 has room for improvement in securing elongation among the three important properties required for high strength materials such as good strength, elongation and resistance to hydrogen embrittlement. There is.

特許文献4で開示された高強度PC鋼棒は、確かに耐水素脆化特性に優れている。しかし、特許文献4の技術は素地を旧オーステナイト粒を伸長化させた延性に優れるベイナイトを主体とした組織にするために、700〜900℃という低温での熱間圧延を行う必要があり、相応の設備が必要とされる。   The high strength PC steel bar disclosed in Patent Document 4 is indeed excellent in hydrogen embrittlement resistance. However, the technique of Patent Document 4 needs to perform hot rolling at a low temperature of 700 to 900 ° C. in order to make the substrate a structure mainly composed of bainite which is excellent in ductility and in which old austenite grains are elongated. Equipment is required.

本発明は、高価な合金元素の含有量が低く、しかも引張強さが1300MPa以上、かつ伸びが大きく、耐水素脆化特性に優れる、自動車、産業機械、建築構造物等に用いるのに好適な、高強度低合金鋼材を提供することを目的とする。   The present invention is suitable for use in automobiles, industrial machines, building structures, etc. having a low content of expensive alloying elements, a tensile strength of 1300 MPa or more, a large elongation, and excellent hydrogen embrittlement resistance. , It aims at providing high strength low alloy steel material.

本発明者らは、前記の課題を解決するために低合金設計で鋼材の耐水素脆化特性を向上させる手法について鋭意研究を重ねた結果、下記の重要な知見を得た。   MEANS TO SOLVE THE PROBLEM The present inventors acquired the following important knowledge, as a result of repeating earnest research about the method of improving the hydrogen embrittlement-proof characteristic of steel materials by low alloy design, in order to solve said subject.

化学組成が、質量%で、Cの含有量が0.55%を超えるとともにVの含有量が0.30%を超え、金属組織が、ベイナイトで、該ベイナイトは、析出したセメンタイトがラス界面を被覆する割合が10%以下であり、旧オーステナイト粒はJIS G 0551(2013)に規定の粒度番号6.0以上である鋼材は、Mo、Ni等の高価な元素の含有量が低い場合にも、十分な耐水素脆化特性と良好な伸びを有するので、引張強さが1300MPa以上の高強度部品として好適に用いることができる。   The chemical composition is, by mass%, the content of C exceeds 0.55% and the content of V exceeds 0.30%, the metal structure is bainite, and the cementite deposited is the lath interface Steels with a coverage of 10% or less and old austenite grains having a grain size number 6.0 or more as defined in JIS G 0551 (2013) are also low in the content of expensive elements such as Mo and Ni. Since it has sufficient resistance to hydrogen embrittlement and good elongation, it can be suitably used as a high strength part having a tensile strength of 1300 MPa or more.

図1は、各種ベイナイトにおいて、析出したセメンタイトがラス界面を被覆する状況を模式的に説明する図である。図中の(a)、(b)および(c)にはそれぞれ、析出したセメンタイトがラス界面を被覆する割合が80%、5%および0%(セメンタイトはラス界面には析出せず内部にだけ析出している状態)の場合を例示した。   FIG. 1 is a view for schematically explaining the situation in which precipitated cementite covers the lath interface in various bainites. In (a), (b) and (c) in the figure, 80%, 5% and 0% of the percentage of cementite deposited on the lath interface (cementite does not precipitate on the lath interface but only inside) The case of precipitation is illustrated.

本発明は、上記の知見に基づいてなされたものであり、その要旨は、下記に示す高強度低合金鋼材にある。   The present invention has been made based on the above-described findings, and the gist thereof resides in the high strength low alloy steel material described below.

(1)化学組成が、質量%で、
C:0.55%を超えて0.70%未満、
Si:0.05〜0.50%、
Mn:0.30〜1.0%、
Cr:0.5〜1.5%、
V:0.30%を超えて1.0%以下、
Al:0.005〜0.10%、
N:0.0030〜0.030%、
Mo:0〜0.30%未満、
Ti:0〜0.10%、
Nb:0〜0.10%、
残部がFeおよび不純物であり、
不純物としてのP、SおよびOが、P:0.030%以下、S:0.030%以下およびO:0.010%以下であり、
金属組織が、ベイナイトで、該ベイナイトは、析出したセメンタイトがラス界面を被覆する割合が10%以下であり、旧オーステナイト粒はJIS粒度番号が6.0以上である、
引張強さが1300MPa以上の、
高強度低合金鋼材。
(1) Chemical composition is in mass%,
C: more than 0.55% and less than 0.70%,
Si: 0.05 to 0.50%,
Mn: 0.30 to 1.0%,
Cr: 0.5 to 1.5%,
V: more than 0.30% and less than 1.0%,
Al: 0.005 to 0.10%,
N: 0.0030 to 0.030%,
Mo: 0 to less than 0.30%,
Ti: 0 to 0.10%,
Nb: 0 to 0.10%,
The balance is Fe and impurities,
P, S and O as impurities are P: 0.030% or less, S: 0.030% or less and O: 0.010% or less,
The metal structure is bainite, and the bainite has a percentage of covered cementite covering the lath interface of 10% or less, and the prior austenite grain has a JIS grain size number of 6.0 or more.
Tensile strength is 1300MPa or more,
High strength low alloy steel.

(2)質量%で、V:0.50〜1.0%を含有する、上記(1)に記載の高強度低合金鋼材。   (2) The high strength and low alloy steel material according to the above (1), containing V: 0.50 to 1.0% by mass.

(3)質量%で、Mo:0.05%以上で0.30%未満を含有する、上記(1)または(2)に記載の高強度低合金鋼材。   (3) The high-strength low-alloy steel according to the above (1) or (2), containing, by mass%, Mo: 0.05% or more and less than 0.30%.

(4)質量%で、Ti:0.005〜0.10%およびNb:0.005〜0.10%から選択される1種以上を含有する、上記(1)から(3)までのいずれかに記載の高強度低合金鋼材。   (4) Any one of the above (1) to (3) containing one or more selected from, by mass%, Ti: 0.005 to 0.10% and Nb: 0.005 to 0.10% High strength low alloy steel material described in.

本発明の高強度低合金鋼材は、高価な合金元素の含有量が低く、引張強さが1300MPa以上で伸びが大きく、耐水素脆化特性に優れるため、自動車、産業機械、建築構造物等に好適に用いることができる。   The high-strength low-alloy steel material of the present invention has a low content of expensive alloy elements, a high elongation at a tensile strength of 1300 MPa or more, and an excellent resistance to hydrogen embrittlement, so it is suitable for automobiles, industrial machines, building structures, etc. It can be used suitably.

各種ベイナイトにおいて、析出したセメンタイトがラス界面を被覆する状況を模式的に説明する図である。図中の(a)、(b)および(c)はそれぞれ、析出したセメンタイトがラス界面を被覆する割合が80%、5%および0%の場合を示す。In various bainite, it is a figure which illustrates typically the condition where the deposited cementite coats the lath interface. (A), (b) and (c) in a figure show the case where the ratio which the precipitated cementite covers a lath interface is 80%, 5%, and 0%, respectively. 実施例で耐水素脆化特性の評価のために用いた切欠き付引張試験片の形状を示す図である。図中の数値は寸法(単位:mm)を示す。It is a figure which shows the shape of the notch test piece used for evaluation of the hydrogen embrittlement-proof characteristic in the Example. Numerical values in the figure indicate dimensions (unit: mm).

以下、本発明の各要件について詳しく説明する。なお、各元素の含有量の「%」は「質量%」を意味する。   Hereinafter, each requirement of the present invention will be described in detail. In addition, "%" of content of each element means "mass%."

(A)化学組成について:
C:0.55%を超えて0.70%未満
Cは、本発明において重要な元素であり、強度を向上させるとともに金属組織をベイナイトにするために不可欠な元素である。また、微細な析出物を生成させるのに必要な元素であり、鋼材に水素トラップ効果を付与するために必要な元素である。加えて、Cには、焼入れ性を向上させてMs点を低下させる作用もあり、所望の金属組織が得やすくなるため、製造面でも有効な元素である。さらにCには、同じ強度でも吸蔵水素濃度を低減する作用があるので、Mo、Ni等の高価な元素の含有量を低くしても、耐水素脆化特性を向上させることができる。引張強さで1300MPa以上の高強度の確保、所望の金属組織に制御しやすいMs点の確保、優れた耐水素脆化特性の確保という3つの効果を安定して得るためには、Cは0.55%を超えて含有させなくてはならない。一方、Cの含有量が増えて0.70%以上になると、粒界セメンタイトの生成が促進され、析出したセメンタイトがベイナイトのラス界面を被覆する割合が10%以下である特定のベイナイト(以下、「特定ベイナイト」という。)以外のベイナイトが生じるので、所望の金属組織の確保が難しくなって十分な耐水素脆化特性が得られず、さらに、靱性の劣化も著しくなる。したがって、Cの含有量を0.55%を超えて0.70%未満とする。C含有量の望ましい下限は0.60%、また望ましい上限は0.65%である。
(A) Chemical composition:
C: more than 0.55% and less than 0.70% C is an important element in the present invention, and is an essential element to improve the strength and to make the metal structure into bainite. In addition, it is an element necessary for generating fine precipitates, and is an element necessary for imparting a hydrogen trapping effect to a steel material. In addition, C also has the function of improving the hardenability and lowering the Ms point, which makes it easier to obtain a desired metal structure, and is an effective element also in terms of production. Furthermore, since C has the effect of reducing the occluded hydrogen concentration even with the same strength, the hydrogen embrittlement resistance can be improved even if the content of expensive elements such as Mo and Ni is reduced. In order to stably obtain the three effects of securing high strength of 1300 MPa or more by tensile strength, securing of Ms point which is easy to control to the desired metallographic structure, and securing of excellent hydrogen embrittlement resistance, C is 0 It must be contained in excess of 55%. On the other hand, when the content of C increases to 0.70% or more, the formation of grain boundary cementite is promoted, and a specific bainite having a ratio of covered cementite covering the lath interface of bainite is 10% or less (hereinafter, Since bainite other than “specific bainite” is generated, it is difficult to secure a desired metal structure, and sufficient hydrogen embrittlement resistance can not be obtained, and furthermore, the toughness is significantly deteriorated. Therefore, the content of C is more than 0.55% and less than 0.70%. The desirable lower limit of the C content is 0.60%, and the desirable upper limit is 0.65%.

Si:0.05〜0.50%
Siは、脱酸作用を有し、強度および焼入れ性の向上作用もある。強度の向上は1300MPa以上の引張強さの確保に有効であり、また、焼入れ性の向上は、所望の金属組織が得やすくなるため製造の観点から有利である。これらの効果を得るには、Siの含有量は0.05%以上とする必要がある。一方、0.50%を超えてSiを含有させてもその効果は飽和することに加え、靱性の劣化が生じる。したがって、Siの含有量を0.05〜0.50%とする。Si含有量の望ましい下限は0.10%、また、望ましい上限は0.30%である。
Si: 0.05 to 0.50%
Si has a deoxidizing action, and also has an action of improving strength and hardenability. The improvement of the strength is effective for securing the tensile strength of 1300 MPa or more, and the improvement of the hardenability is advantageous from the viewpoint of production because a desired metal structure is easily obtained. In order to obtain these effects, the content of Si needs to be 0.05% or more. On the other hand, even if Si is contained in excess of 0.50%, the effect is not only saturation but also deterioration of toughness occurs. Therefore, the content of Si is set to 0.05 to 0.50%. A desirable lower limit of Si content is 0.10%, and a desirable upper limit is 0.30%.

Mn:0.30〜1.0%
Mnは、焼入れ性と強度を向上させる作用を有する。強度の向上は1300MPa以上の引張強さの確保に有効であり、また、焼入れ性の向上は、所望の金属組織が得やすくなるため製造の観点から有利である。また、Mnには、Sと結合して硫化物を形成し、Sの粒界偏析を抑制して耐水素脆化特性を向上する効果もある。これらの効果を得るには、Mnの含有量は0.30%以上とする必要がある。一方で、Mnを過剰に含有させると粒界に偏析し、粒界割れ型の水素脆性破壊を促進する。したがって、Mnの含有量を0.30〜1.0%とする。Mn含有量の望ましい下限は0.60%、また、望ましい上限は0.90%である。
Mn: 0.30 to 1.0%
Mn has an effect of improving hardenability and strength. The improvement of the strength is effective for securing the tensile strength of 1300 MPa or more, and the improvement of the hardenability is advantageous from the viewpoint of production because a desired metal structure is easily obtained. Mn also has an effect of forming sulfides by bonding with S, suppressing grain boundary segregation of S and improving hydrogen embrittlement resistance. In order to obtain these effects, the content of Mn needs to be 0.30% or more. On the other hand, when Mn is contained excessively, it segregates in grain boundaries and promotes intergranular crack-type hydrogen embrittlement fracture. Therefore, the content of Mn is set to 0.30 to 1.0%. The desirable lower limit of the Mn content is 0.60%, and the desirable upper limit is 0.90%.

Cr:0.5〜1.5%
Crは、強度を向上させるのに有効な元素である。加えて、Crは、Cの拡散を妨げ炭化物の成長を抑制して、特定ベイナイトの形成を促進する。これらの効果を得るためには、Crを0.5%以上含有させる必要がある。一方で、Crを過剰に含有させると靱性の劣化が生じる。したがって、Crの含有量を0.5〜1.5%とする。Cr含有量の望ましい下限は0.8%、また、望ましい上限は1.2%である。
Cr: 0.5 to 1.5%
Cr is an element effective to improve the strength. In addition, Cr inhibits the diffusion of C and suppresses the growth of carbides to promote the formation of specific bainite. In order to acquire these effects, it is necessary to contain Cr 0.5% or more. On the other hand, when Cr is excessively contained, toughness is degraded. Therefore, the content of Cr is set to 0.5 to 1.5%. The desirable lower limit of the Cr content is 0.8%, and the desirable upper limit is 1.2%.

V:0.30%を超えて1.0%以下
Vは、本発明において最も重要な元素であり、Cおよび/またはNと結合して形成された微細な析出物(炭窒化物、炭化物および窒化物であり、以下、まとめて「炭窒化物」という。)が水素トラップ効果を発揮することで、耐水素脆化特性を大幅に向上する元素である。焼戻しを行わないベイナイト素地で、この効果を十分に確保するためには、Vを0.30%を超えて含有させる必要がある。しかしながら、1.0%を超える量のVを含有させると、析出物の量とサイズが増大し、靱性を劣化させ、耐水素脆化特性を低下する。したがって、Vの含有量を0.30%を超えて1.0%以下とする。Vには、オーステナイト化熱処理時において、既に析出していたVの炭窒化物が旧オーステナイト粒を微細化し、耐水素脆化特性を向上させる作用もある。上記の作用は、オーステナイト化熱処理時の高温において、オーステナイト中にVの炭窒化物が完全には固溶せずに残った状態で得られる。そのためのV含有量の望ましい下限は0.50%であり、より望ましい下限は0.80%である。
V: more than 0.30% and not more than 1.0% V is the most important element in the present invention, and it is a fine precipitate formed by combining with C and / or N (carbonitride, carbide and A nitride, which will hereinafter be collectively referred to as “carbonitride”, is an element that significantly improves the resistance to hydrogen embrittlement by exhibiting a hydrogen trapping effect. In a non-tempered bainite base, in order to sufficiently ensure this effect, V needs to be contained in excess of 0.30%. However, when V is contained in an amount of more than 1.0%, the amount and size of precipitates increase, the toughness is degraded, and the hydrogen embrittlement resistance is degraded. Therefore, the content of V is more than 0.30% and not more than 1.0%. V also has the effect of improving the resistance to hydrogen embrittlement by refining the prior austenite grains of the carbonitride of V which has already been precipitated during the austenitizing heat treatment. The above-mentioned action is obtained at a high temperature during the austenitizing heat treatment, with the carbonitrides of V remaining in the austenite without being completely dissolved. Therefore, a desirable lower limit of V content is 0.50%, and a more desirable lower limit is 0.80%.

Al:0.005〜0.10%
Alは、脱酸作用を有する元素である。この効果を十分に確保するためにはAlを0.005%以上含有させる必要がある。一方、Alを0.10%を超えて含有させてもその効果は飽和する。したがって、Alの含有量を0.005〜0.10%とする。なお、本発明のAl含有量とは酸可溶Al(所謂「sol.Al」)での含有量を指す。
Al: 0.005 to 0.10%
Al is an element having a deoxidizing action. In order to sufficiently ensure this effect, it is necessary to contain Al by 0.005% or more. On the other hand, even if Al is contained in excess of 0.10%, the effect is saturated. Therefore, the content of Al is made 0.005 to 0.10%. The Al content in the present invention refers to the content in acid-soluble Al (so-called "sol. Al").

N:0.0030〜0.030%
Nは、上記したVの微細な炭窒化物を生成させるのに必要な元素であり、鋼材に水素トラップ効果を付与するために必要な元素である。この効果を得るには、Nの含有量は0.0030%以上とする必要がある。一方、0.030%を超えてNを含有させてもその効果は飽和することに加え、靱性の劣化が生じる。したがって、Nの含有量を0.0030〜0.030%とする。N有量の望ましい下限は0.010%、また、望ましい上限は0.025%である。
N: 0.0030 to 0.030%
N is an element necessary to form the above-described fine carbonitride of V, and is an element necessary to provide a steel material with a hydrogen trapping effect. In order to obtain this effect, the content of N needs to be 0.0030% or more. On the other hand, even if N is contained in more than 0.030%, its effect is not only saturated but also toughness is deteriorated. Therefore, the content of N is set to 0.0030% to 0.030%. The desirable lower limit of N content is 0.010%, and the desirable upper limit is 0.025%.

Mo:0〜0.30%未満
Moは、Fe炭化物の安定性を高めて、耐水素脆化特性を向上させる元素である。このため、必要に応じてMoを含有させてもよい。しかしながら、本発明では、C等の他の元素の含有量および金属組織を適正化することで良好な耐水素脆化特性を確保することができるし、Moが非常に高価な元素であるため、Moの多量の含有は経済性を大きく損なうことになる。したがって、含有させる場合のMo含有量を0.30%未満とする。Mo含有量の上限は、0.20%であることが望ましい。なお、前記の効果を安定して得るためには、Mo含有量の下限は、0.05%であることが望ましく、0.10%であることが一層望ましい。
Mo: 0 to less than 0.30% Mo is an element that improves the stability of Fe carbides and improves the resistance to hydrogen embrittlement. Therefore, Mo may be contained as needed. However, in the present invention, good hydrogen embrittlement resistance can be secured by optimizing the content of other elements such as C and the metal structure, and Mo is a very expensive element. The large content of Mo greatly impairs the economy. Therefore, the Mo content in the case of being contained is made less than 0.30%. The upper limit of the Mo content is preferably 0.20%. In addition, in order to acquire the said effect stably, it is preferable that the minimum of Mo content is 0.05%, and it is still more preferable that it is 0.10%.

Ti:0〜0.10%
Tiは、Cまたは/およびNと結合し、微細な析出物を形成し、旧オーステナイト粒を微細化して耐水素脆化特性を向上させる元素である。このため、必要に応じてTiを含有させてもよい。しかしながら、0.10%を超える量のTiを含有させると、析出物の量が増大し、靱性を劣化させる。したがって、含有させる場合のTi含有量の上限を0.10%とする。Ti含有量の上限は、0.06%であることが望ましい。なお、前記の効果を安定して得るためには、Ti含有量の下限は、0.005%であることが望ましく、0.03%であることが一層望ましい。
Ti: 0 to 0.10%
Ti is an element that combines with C and / or N to form fine precipitates, and refines prior austenite grains to improve hydrogen embrittlement resistance. For this reason, Ti may be contained as needed. However, when Ti is contained in an amount of more than 0.10%, the amount of precipitates increases and the toughness is degraded. Therefore, the upper limit of Ti content in the case of making it contain is made into 0.10%. The upper limit of the Ti content is preferably 0.06%. In addition, in order to acquire the said effect stably, it is desirable that the minimum of Ti content is 0.005%, and it is still more desirable that it is 0.03%.

Nb:0〜0.10%
Nbは、Cまたは/およびNと結合し、微細な析出物を形成し、旧オーステナイト粒を微細化して耐水素脆化特性を向上させる元素である。このため、必要に応じてNbを含有させてもよい。しかしながら、0.10%を超える量のNbを含有させると、析出物の量が増大し、靱性を劣化させる。したがって、含有させる場合のNb含有量の上限を0.10%とする。Nb含有量の上限は、0.06%であることが望ましい。なお、前記の効果を安定して得るためには、Nb含有量の下限は、0.005%であることが望ましく、0.03%であることが一層望ましい。
Nb: 0 to 0.10%
Nb is an element that combines with C and / or N to form fine precipitates, and refines prior austenite grains to improve hydrogen embrittlement resistance. For this reason, Nb may be contained as needed. However, when Nb is contained in an amount of more than 0.10%, the amount of precipitates increases and the toughness is degraded. Therefore, the upper limit of Nb content in the case of making it contain is made into 0.10%. The upper limit of the Nb content is desirably 0.06%. The lower limit of the Nb content is preferably 0.005%, and more preferably 0.03%, in order to stably obtain the above effects.

上記のTiおよびNbを複合して含有させる場合の合計量は、0.08%以下であることが望ましい。   It is desirable that the total amount in the case of containing Ti and Nb in combination is 0.08% or less.

本発明の高強度低合金鋼材は、上述の各元素と、残部がFeおよび不純物とからなり、不純物としてのP、SおよびOが、P:0.030%以下、S:0.030%以下およびO:0.010%以下である化学組成を有する。   The high-strength low-alloy steel material of the present invention comprises the above-described elements, the balance being Fe and impurities, and P, S and O as impurities are P: 0.030% or less, S: 0.030% or less And O: have a chemical composition that is 0.010% or less.

ここで「不純物」とは、鉄鋼材料を工業的に製造する際に、鉱石、スクラップ等の原料、製造工程の種々の要因によって混入する成分であって、本発明に悪影響を与えない範囲で許容されるものを意味する。   Here, "impurity" is a component that is mixed due to various factors such as ore, scrap, etc. and various factors of the manufacturing process when industrially manufacturing steel materials, and is acceptable within a range that does not adversely affect the present invention Means what is done.

P:0.030%以下
Pは、不純物として含有され、粒界に偏析して靱性および/または耐水素脆化特性を低下させる。Pの含有量が0.030%を超えると上記の悪影響が顕著になる。このため、Pの含有量を0.030%以下とする。Pの含有量は極力低いことが望ましい。
P: 0.030% or less P is contained as an impurity and segregates at grain boundaries to lower the toughness and / or the hydrogen embrittlement resistance. If the content of P exceeds 0.030%, the above-mentioned adverse effect becomes remarkable. Therefore, the content of P is set to 0.030% or less. It is desirable that the content of P be as low as possible.

S:0.030%以下
Sは、不純物として含有され、Pと同様に粒界に偏析して耐水素脆化特性を低下させる。Sの含有量が0.030%を超えると上記の悪影響が顕著になる。このため、Sの含有量を0.030%以下とする。Sの含有量は極力低いことが望ましい。
S: 0.030% or less S is contained as an impurity and, like P, segregates in grain boundaries to reduce the resistance to hydrogen embrittlement. When the content of S exceeds 0.030%, the above-mentioned adverse effect becomes remarkable. For this reason, the content of S is made 0.030% or less. It is desirable that the content of S be as low as possible.

O:0.010%以下
O(酸素)は、不純物として含有され、Alと結びついて酸化物を形成する。その含有量が多くなって0.010%を超えると、酸化物が過剰に形成されて靱性が低下する等の問題が生じる。したがって、Oの含有量を0.010%以下とする。Oの含有量は極力低いことが望ましい。
O: 0.010% or less O (oxygen) is contained as an impurity and combines with Al to form an oxide. If the content is increased to more than 0.010%, problems such as excessive formation of oxides and a decrease in toughness occur. Therefore, the content of O is made 0.010% or less. It is desirable that the content of O be as low as possible.

(B)金属組織について:
上記(A)項で述べた化学組成を有する高強度低合金鋼材は、金属組織が、ベイナイトで、該ベイナイトは、既に述べた特定ベイナイトである。また、旧オーステナイト粒は、JIS粒度番号が6.0以上である。
(B) Metallographic structure:
The high-strength low-alloy steel material having the chemical composition described in the above (A) has a metal structure of bainite, and the bainite is the specific bainite described above. The prior austenite grains have a JIS grain size number of 6.0 or more.

金属組織がベイナイトであっても、旧オーステナイトのJIS粒度番号が6.0未満だと、粒界強度の低下が著しく、引張強さが1300MPa以上の高強度の場合には十分な耐水素脆化特性が得られない。   Even if the metallographic structure is bainite, the grain boundary strength remarkably decreases if the JIS grain size number of the prior austenite is less than 6.0, and the hydrogen embrittlement resistance is sufficient when the tensile strength is high strength of 1300 MPa or more No property is obtained.

旧オーステナイト粒度番号は大きければ大きいほど(つまり、旧オーステナイト粒径は小さければ小さいほど)望ましいが、工業的な製造ではJIS粒度番号12.5程度がその上限になる。   The larger the prior austenite grain size number is (ie, the smaller the prior austenite grain size is), the better, but in industrial production, the upper limit is JIS grain size number 12.5 or so.

金属組織が、ベイナイトであっても、該ベイナイトが、特定ベイナイトでなければ、引張強さが1300MPa以上の高強度の場合には十分な耐水素脆化特性が得られない。   Even if the metallographic structure is bainite, if the bainite is not a specific bainite, sufficient hydrogen embrittlement resistance can not be obtained when the tensile strength is a high strength of 1300 MPa or more.

引張強さが1300MPa以上の高強度の場合に、より一層良好な耐水素脆化特性を得るためには、特定ベイナイトは、セメンタイトがラス界面を被覆する割合が少なければ少ないものであることが望ましく、0%のものが最も望ましい。   In the case of high strength with a tensile strength of 1300 MPa or more, in order to obtain better hydrogen embrittlement resistance, it is desirable that the specific bainite has a small proportion of cementite covering the lath interface. , 0% is the most desirable.

(C)鋼材の強度について:
本発明に係る高強度低合金鋼材は、前記(B)項で述べた金属組織を有し、引張強さが1300MPa以上必要とされる部品に用いる。なお、鋼材の引張強さの上限は2000MPaであることが望ましく、1800MPaであればより望ましい。
(C) Strength of steel:
The high-strength low-alloy steel material according to the present invention has the metal structure described in the above (B) and is used for a part that requires a tensile strength of 1300 MPa or more. The upper limit of the tensile strength of the steel material is preferably 2000 MPa, and more preferably 1800 MPa.

上記の鋼材は、(A)項で述べた化学組成を有する鋼を用いて所定の形状に加工したものに、例えば、下記のように特定の温度域で等温保持して等温変態させることによって製造することができる。   The above-described steel is manufactured by processing isothermally in a specific temperature range as described below and isothermally transformed into a steel processed into a predetermined shape using a steel having the chemical composition described in the paragraph (A). can do.

すなわち、鋼材の化学組成に応じた条件でオーステナイト化し、フェライトとパーライトの析出を阻止して、オーステナイト組織のまま、400℃以下で350℃以上に保った塩浴または鉛浴の中に急冷し、そのまま上記の浴中に保持して、この温度で等温変態を終了させ、その後室温まで冷却することによって、先に述べた金属組織と引張強さを付与させることができる。上記のようにして製造された鋼材は、10%以上という大きな伸びも併せて具備する。なお、鋼材の伸びの上限は20%程度である。   That is, it austenitizes under the conditions according to the chemical composition of the steel material, prevents precipitation of ferrite and pearlite, and rapidly cools it into a salt bath or lead bath maintained at 400 ° C. or less and 350 ° C. or more. The above-described metallographic structure and tensile strength can be imparted by keeping the above-mentioned bath as it is, terminating the isothermal transformation at this temperature, and then cooling to room temperature. The steel manufactured as described above also has a large elongation of 10% or more. The upper limit of the elongation of the steel material is about 20%.

オーステナイト化温度が950℃を超えると、JIS粒度番号6.0以上の旧オーステナイト粒が得難くなることがあるので、オーステナイト化温度は950℃以下とすることが望ましい。但し、V含有量が0.5%以上の場合には、オーステナイト化温度が950℃を超えても1050℃以下であれば、JIS粒度番号6.0以上という所定の旧オーステナイト粒を得ることが可能である。一方、オーステナイト化処理時に完全にオーステナイト化するために、オーステナイト化温度は850℃以上とすることが望ましい。   When the austenitizing temperature exceeds 950 ° C., it may be difficult to obtain prior austenite grains having a JIS grain size of 6.0 or more, so the austenitizing temperature is desirably 950 ° C. or less. However, when the V content is 0.5% or more, if the austenitizing temperature exceeds 950 ° C. but is 1050 ° C. or less, a predetermined prior austenite grain having a JIS grain size number of 6.0 or more can be obtained. It is possible. On the other hand, in order to austenitize completely at the time of austenitizing process, it is desirable to make the austenitizing temperature into 850 degreeC or more.

前記の浴温が400℃を超えると、ベイナイト変態しても、セメンタイトはラス界面に析出する量が増え、析出したセメンタイトがラス界面を被覆する割合が10%を超えるうえに、1300MPa以上の強度を得るのが難しくなる。   If the above bath temperature exceeds 400 ° C., even if bainite transformation, the amount of cementite deposited at the lath interface increases, and the ratio of the deposited cementite covering the lath interface exceeds 10% and the strength of 1300 MPa or more It will be difficult to get

なお、前記温度範囲の浴中での保持により、オーステナイトのほとんどは数分で特定ベイナイトに変態するが、鋼材のサイズまたは/および含有元素の影響から、一部組織のベイナイト変態が遅れる場合がある。そのため、浴中での保持時間は30分以上とするのが望ましく、60分以上とするのがより望ましい。また、上限は80分程度とするのが望ましい。浴中に保持して等温変態を終了させた後に室温まで冷却する際の冷却速度については、特に制限がない。   In addition, most of austenite is transformed to specific bainite in a few minutes by holding in the bath in the above temperature range, but bainite transformation of a part of the structure may be delayed due to the influence of the size of steel and / or the contained elements. . Therefore, the holding time in the bath is preferably 30 minutes or more, and more preferably 60 minutes or more. The upper limit is preferably about 80 minutes. There is no particular limitation on the cooling rate when cooling to room temperature after holding in the bath to complete the isothermal transformation.

フェライトとパーライトの析出が阻止でき、しかも、400℃以下で350℃以上の温度域でオーステナイトからの変態を完了させることができる連続冷却処理によっても、先に述べた金属組織、引張強さおよび伸びを有する鋼材を製造することができることは勿論である。   Continuous cooling treatment which can prevent the precipitation of ferrite and pearlite and can complete the transformation from austenite in the temperature range of 350 ° C. or more at 400 ° C. or less, the above-mentioned metal structure, tensile strength and elongation Of course, it is possible to produce a steel material having

以下、実施例によって本発明をより具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。   EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be more specifically described by way of examples, but the present invention is not limited to these examples.

表1に示す化学組成を有する鋼A〜Oを溶製し、鋳型に鋳込んで得たインゴットを1250℃に加熱した後、熱間鍛造により直径25mmの丸棒とした。   After steels A to O having the chemical compositions shown in Table 1 were melted and cast into molds, the ingots obtained were heated to 1250 ° C., and then hot forged to form round bars 25 mm in diameter.

表1中の鋼A〜Iは、化学組成が本発明で規定する範囲内にある鋼であり、一方、鋼J〜Oは、化学組成が本発明で規定する条件から外れた鋼である。   Steels A to I in Table 1 are steels having a chemical composition within the range defined by the present invention, while steels J to O are steels whose chemical compositions deviate from the conditions defined by the present invention.

Figure 0006520598
Figure 0006520598

上記のようにして得た直径25mmの丸棒を表2に示す温度で45分保持してオーステナイト化してから、表2に示す条件にて鉛浴中で保持して等温変態熱処理を行った。なお、等温変態熱処理後は、大気中で放冷した。鋼Aについては、試験番号11として、直径25mmの丸棒を950℃で45分保持してオーステナイト化してから油焼入れし、460℃で60分焼戻し処理することも行った。   The round bar having a diameter of 25 mm obtained as described above was austenitized by holding it for 45 minutes at the temperature shown in Table 2, and then held in a lead bath under the conditions shown in Table 2 to perform isothermal transformation heat treatment. After the isothermal transformation heat treatment, it was allowed to cool in the air. With respect to steel A, as Test No. 11, a round bar of 25 mm in diameter was austenitized by holding it at 950 ° C. for 45 minutes, then oil quenching was performed, and tempering was performed at 460 ° C. for 60 minutes.

上記の等温変態熱処理した各鋼の丸棒ならびに、鋼Aについては油焼入れままの丸棒および油焼入れ−焼戻し処理した丸棒を用いて、以下に示す各種の調査を行った。   Various investigations shown below were conducted using the above-described round bars of each of the isothermal transformation heat-treated steels, and the round bars with oil-quenched and the oil-quenched-tempered round bars of the steel A.

〈1〉金属組織:
等温変態熱処理した直径25mmの丸棒を長手方向にその中心線をとおって切断(以下、「縦断」という。)して試験片を採取し、JIS G 0551(2013)に則って旧オーステナイト粒度番号を調査した。具体的には、上記試験片の縦断面が被検面となるように樹脂に埋め込んで鏡面研磨した後、上記JISの附属書JAに記載の、界面活性剤を添加したピクリン酸飽和水溶液によってエッチングして旧オーステナイト粒界を現出し、倍率200倍で10視野光学顕微鏡観察して、上記JISの附属書Cに記載の切断法により旧オーステナイト粒度番号を測定した。また、鋼Aの油焼入れままの丸棒を縦断して採取した試験片を用いて、上述の方法で旧オーステナイト粒度番号を調査した。
<1> Metallographic structure:
A round bar of 25 mm in diameter subjected to isothermal transformation heat treatment is cut through its center line in the longitudinal direction (hereinafter referred to as “longitudinal section”), a test piece is collected, and austenite grain size number number according to JIS G 0551 (2013) investigated. Specifically, the test piece is embedded in a resin and mirror-polished so that the longitudinal cross-section of the test piece becomes the test surface, and then etched with a picric acid saturated aqueous solution to which a surfactant is added as described in Annex JA of the JIS The former austenite grain boundaries were revealed, and observation was carried out with a 10 field optical microscope at a magnification of 200 times, and the former austenite grain size number was measured by the cutting method described in Appendix C of the above-mentioned JIS. In addition, using the test pieces obtained by vertically cutting the oil-quenched round bar of steel A, the prior austenite grain size number was investigated by the above-mentioned method.

さらに、等温変態熱処理および油焼入れ−焼戻し処理した直径25mmの丸棒を縦断して試験片を採取した。次いで、上記試験片の縦断面が被検面となるように樹脂に埋め込んで鏡面研磨した後、2%ナイタールでエッチングして組織観察を行った。   Furthermore, test bars were collected by traversing the 25 mm diameter round bar subjected to the isothermal transformation heat treatment and the oil quenching and tempering treatment. Then, the test piece was embedded in a resin such that the longitudinal cross-section of the test piece was the test surface, and after mirror-polished, the sample was etched with a 2% nital to observe the structure.

具体的には、等温変態熱処理を行った各試験片は、先ず、倍率200倍で10視野光学顕微鏡観察して、金属組織を判定した。次いで、走査型電子顕微鏡により倍率10000倍で10視野観察し、光学顕微鏡観察で判定したベイナイト中での特定ベイナイト(析出したセメンタイトがラス界面を被覆する割合が10%以下であるベイナイト)の面積率を求めた。一方、油焼入れ−焼戻し処理した試験片は、倍率200倍で10視野光学顕微鏡観察し、金属組織が焼戻しマルテンサイトからなり、そこにはベイナイトは含まれないことを確認した。   Specifically, each test piece subjected to the isothermal transformation heat treatment was first observed with a 10-field optical microscope at 200 × magnification to determine the metal structure. Subsequently, the area ratio of specified bainite (the bainite in which the ratio of covered cementite to cover the lath interface is 10% or less) in bainite was observed for 10 fields of view at a magnification of 10000 × with a scanning electron microscope and determined by optical microscope observation I asked for. On the other hand, the oil-quenched-tempered test pieces were observed under a 10-field optical microscope at a magnification of 200 times, and it was confirmed that the metal structure consisted of tempered martensite and that bainite was not contained therein.

〈2〉機械的特性:
等温変態熱処理および油焼入れ−焼戻し処理した直径25mmの丸棒のR/2部(「R」は丸棒の半径を表す。)から、長手方向に平行部の直径が6mmで標点距離が40mmの丸棒引張試験片を切り出し、室温で引張試験して、引張強さおよび伸びを求めた。なお、伸びが10%以上の場合に、大きい伸びを有するとしてこれを目標とした。
<2> Mechanical properties:
From the R / 2 part ("R" represents the radius of the round bar) of the 25 mm diameter round bar subjected to isothermal transformation heat treatment and oil quenching-tempering treatment, the diameter of the parallel part in the longitudinal direction is 6 mm and the gauge distance is 40 mm The round bar tensile test pieces were cut out and subjected to tensile test at room temperature to determine tensile strength and elongation. In addition, when the elongation was 10% or more, this was targeted as having a large elongation.

〈3〉耐水素脆化特性:
上記〈2〉の調査で1300MPa以上の引張強さおよび10%以上の伸びが得られた直径25mmの各丸棒のR/2部から、長手方向に図2に示す形状の切欠き付引張試験片を切り出し、引張強さの70%の応力を負荷した陰極チャージ下での定荷重試験を200時間行った際の破断の有無で、耐水素脆化特性を調査した。その際、試験片内部に1ppmの濃度で水素が吸蔵されるように陰極水素チャージの電流密度を調整した。なお、試験片内部に吸蔵される水素量は、3%NaCl溶液を用いて0.8〜1.5mA/cm2の電流密度で陰極水素チャージを72時間行った時に、昇温脱離装置により10℃/分で昇温した際に350℃までに放出される水素量を用いた。
<3> Hydrogen embrittlement resistance:
Notched tensile test of the shape shown in FIG. 2 in the longitudinal direction from the R / 2 portion of each 25 mm diameter round bar at which a tensile strength of 1300 MPa or more and an elongation of 10% or more were obtained in the survey of <2> above. A piece was cut out, and the hydrogen embrittlement resistance was examined based on the presence or absence of breakage when conducting a constant load test under a cathode charge loaded with 70% stress of tensile strength for 200 hours. At that time, the current density of the cathode hydrogen charge was adjusted so that hydrogen was absorbed at a concentration of 1 ppm inside the test piece. The amount of hydrogen occluded inside the test piece was determined by using a 3% NaCl solution and using a temperature rising and desorbing device when the cathode hydrogen charge was performed for 72 hours at a current density of 0.8 to 1.5 mA / cm 2. The amount of hydrogen released up to 350 ° C. when the temperature was raised at 10 ° C./min was used.

表2に、上記の各調査結果をまとめて示す。なお、耐水素脆化特性の欄は、上記試験を200時間行って破断しなかったものを「○」、破断したものを「×」とした。   Table 2 summarizes the results of the above surveys. In the column of hydrogen embrittlement resistance, the above test was conducted for 200 hours, and those without breakage were marked with "o", and those with breakage were marked with "x".

Figure 0006520598
Figure 0006520598

表2から、本発明で規定する化学組成と金属組織の条件を満たす本発明例の試験番号1〜9は、1300MPa以上という高い引張強さを有するにもかかわらず、いずれも伸びは14%を超え、しかも陰極チャージ下での定荷重試験で破断が起こらず、良好な、伸びと耐水素脆化特性とを備えていることが明らかである。   From Table 2, Test Nos. 1 to 9 of the invention examples satisfying the conditions of the chemical composition and metal structure defined by the present invention have elongation of 14% in spite of having high tensile strength of 1300 MPa or more. It is clear that no breakage occurs in constant load tests under excess, even under cathodic charge, with good elongation and resistance to hydrogen embrittlement.

これに対して、比較例の試験番号10〜18の場合は、1300MPa以上という引張強さ、10%以上の伸びおよび良好な耐水素脆化特性という三つの重要な特性の同時確保ができていない。   On the other hand, in the case of the test No. 10 to 18 of the comparative example, it is not possible to simultaneously secure three important properties: tensile strength of 1300 MPa or more, elongation of 10% or more and good hydrogen embrittlement resistance .

試験番号10は、用いた鋼Aの化学組成は本発明で規定する範囲内にあるものの、金属組織におけるベイナイト中での特定ベイナイトの面積率が77%であり、本発明で規定する条件から外れるので、引張強さが1300MPaに満たなかった。   Although test No. 10 shows that the chemical composition of steel A used is within the range specified in the present invention, the area ratio of specified bainite in bainite in the metal structure is 77%, which deviates from the conditions specified in the present invention Therefore, the tensile strength was less than 1300 MPa.

試験番号11は、用いた鋼Aの化学組成は本発明で規定する範囲内にあり、旧オーステナイトのJIS粒度番号は10.6であるものの、油焼入れ−焼戻し処理によって得られた焼戻しマルテンサイト組織であるので、伸びが10%に満たなかった。   The test No. 11 has the chemical composition of the used steel A within the range specified in the present invention, and the JIS grain size number of the prior austenite is 10.6, but the tempered martensite structure obtained by the oil quenching and tempering treatment So the growth was less than 10%.

試験番号12は、用いた鋼Fの化学組成は本発明で規定する範囲内にあり、金属組織は、ベイナイトであるものの、旧オーステナイト粒はJIS粒度番号が5.4と小さい。このため、面積率で、上記ベイナイトの100%が特定ベイナイトであるが、耐水素脆化特性に劣っている。   The test No. 12 has the chemical composition of the used steel F within the range specified in the present invention, and although the metallographic structure is bainite, the prior austenite grains have a JIS grain size number as small as 5.4. For this reason, although 100% of the said bainite is specific bainite by area ratio, it is inferior to the hydrogen-proof embrittlement characteristic.

試験番号13は、金属組織は本発明で規定する条件を満たすものの、用いた鋼JのC含有量が0.49%と少なく、本発明で規定する条件から外れるため、引張強さが1300MPaに満たなかった。   Test No. 13 has a metal structure that satisfies the conditions specified in the present invention, but the C content of the steel J used is as low as 0.49%, which deviates from the conditions specified in the present invention. It did not meet.

試験番号14は、金属組織は本発明で規定する条件を満たすものの、用いた鋼KのMn含有量が1.20%と多く、本発明で規定する条件から外れるため、耐水素脆化特性に劣っている。   Test No. 14 has a metal structure that satisfies the conditions specified in the present invention, but the Mn content of the steel K used is as high as 1.20%, which deviates from the conditions specified in the present invention. It is inferior.

試験番号15は、用いた鋼LのCr含有量が0.32%と少なく、本発明で規定する条件から外れるので、焼入れ性に劣り、金属組織がフェライトとベイナイトの混合組織になって、本発明で規定する条件から外れる。このため、試験番号15は、引張強さが1300MPaに満たなかった。   Test No. 15 has a Cr content of 0.32% as low as steel L used and deviates from the conditions defined in the present invention, so it is inferior in hardenability and the metal structure becomes a mixed structure of ferrite and bainite. It deviates from the conditions specified by the invention. For this reason, the test No. 15 had a tensile strength of less than 1300 MPa.

試験番号16は、金属組織は本発明で規定する条件を満たすものの、用いた鋼MのV含有量が1.32%と多く、本発明で規定する条件から外れるため、耐水素脆化特性に劣っている。   Although Test No. 16 satisfies the conditions specified in the present invention, the V content of the steel M used is as high as 1.32%, which deviates from the conditions specified in the present invention. It is inferior.

試験番号17は、金属組織は本発明で規定する条件を満たすものの、用いた鋼Nの不純物中のPとSの含有量がそれぞれ、0.040%および0.032%と多く、本発明で規定する条件から外れるため、耐水素脆化特性に劣っている。   Although Test No. 17 has a metallurgical structure satisfying the conditions specified in the present invention, the contents of P and S in the impurities of the used steel N are as high as 0.040% and 0.032%, respectively. Since it deviates from the specified conditions, it is inferior to the hydrogen embrittlement resistance.

試験番号18は、金属組織は本発明で規定する条件を満たすものの、用いた鋼OのVおよびNの含有率がそれぞれ、0.18%および0.0014%と少なく、本発明で規定する条件から外れるため、耐水素脆化特性に劣っている。   Test No. 18 shows that the metal structure satisfies the conditions specified in the present invention, but the contents of V and N of steel O used are as low as 0.18% and 0.0014%, respectively, and the conditions specified in the present invention It is inferior to hydrogen embrittlement resistance because

本発明の高強度低合金鋼材は、高価な合金元素の含有量が低く、引張強さが1300MPa以上で伸びが大きく、耐水素脆化特性に優れるため、自動車、産業機械、建築構造物等に好適に用いることができる。

The high-strength low-alloy steel material of the present invention has a low content of expensive alloy elements, a high elongation at a tensile strength of 1300 MPa or more, and an excellent resistance to hydrogen embrittlement, so it is suitable for automobiles, industrial machines, building structures, etc. It can be used suitably.

Claims (4)

化学組成が、質量%で、
C:0.55%を超えて0.70%未満、
Si:0.05〜0.50%、
Mn:0.30〜1.0%、
Cr:0.5〜1.5%、
V:0.30%を超えて1.0%以下、
Al:0.005〜0.10%、
N:0.0030〜0.030%、
Mo:0〜0.30%未満、
Ti:0〜0.10%、
Nb:0〜0.10%、
残部がFeおよび不純物であり、
不純物としてのP、SおよびOが、P:0.030%以下、S:0.030%以下およびO:0.010%以下であり、
金属組織が、ベイナイトで、該ベイナイトは、析出したセメンタイトがラス界面を被覆する割合が10%以下であり、旧オーステナイト粒はJIS粒度番号が6.0以上である、
引張強さが1300MPa以上の、
高強度低合金鋼材。
The chemical composition is in mass%,
C: more than 0.55% and less than 0.70%,
Si: 0.05 to 0.50%,
Mn: 0.30 to 1.0%,
Cr: 0.5 to 1.5%,
V: more than 0.30% and less than 1.0%,
Al: 0.005 to 0.10%,
N: 0.0030 to 0.030%,
Mo: 0 to less than 0.30%,
Ti: 0 to 0.10%,
Nb: 0 to 0.10%,
The balance is Fe and impurities,
P, S and O as impurities are P: 0.030% or less, S: 0.030% or less and O: 0.010% or less,
The metal structure is bainite, and the bainite has a percentage of covered cementite covering the lath interface of 10% or less, and the prior austenite grain has a JIS grain size number of 6.0 or more.
Tensile strength is 1300MPa or more,
High strength low alloy steel.
質量%で、V:0.50〜1.0%を含有する、請求項1に記載の高強度低合金鋼材。   The high-strength low-alloy steel material according to claim 1, containing V: 0.50 to 1.0% by mass. 質量%で、Mo:0.05%以上で0.30%未満を含有する、請求項1または2に記載の高強度低合金鋼材。   The high-strength low-alloy steel material according to claim 1 or 2, wherein the content of Mo is 0.05% or more and less than 0.30%. 質量%で、Ti:0.005〜0.10%およびNb:0.005〜0.10%から選択される1種以上を含有する、請求項1から3までのいずれかに記載の高強度低合金鋼材。

The high strength according to any one of claims 1 to 3, containing one or more selected from, by mass%, Ti: 0.005 to 0.10% and Nb: 0.005 to 0.10%. Low alloy steel.

JP2015182877A 2015-09-16 2015-09-16 High strength low alloy steel Active JP6520598B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2015182877A JP6520598B2 (en) 2015-09-16 2015-09-16 High strength low alloy steel

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2015182877A JP6520598B2 (en) 2015-09-16 2015-09-16 High strength low alloy steel

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2017057457A JP2017057457A (en) 2017-03-23
JP6520598B2 true JP6520598B2 (en) 2019-05-29

Family

ID=58391133

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2015182877A Active JP6520598B2 (en) 2015-09-16 2015-09-16 High strength low alloy steel

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP6520598B2 (en)

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07179936A (en) * 1993-12-24 1995-07-18 Aichi Steel Works Ltd Steel for thin sheet spring excellent in thermal settling property
JP3398207B2 (en) * 1994-03-18 2003-04-21 新日本製鐵株式会社 Manufacturing method of hard drawn steel wire for cold drawing with excellent wire drawing workability and fatigue properties
JPH09170017A (en) * 1995-10-18 1997-06-30 Nisshin Steel Co Ltd Production of steel plate with high strength and high toughness
JP6043078B2 (en) * 2012-03-30 2016-12-14 株式会社神戸製鋼所 Electric car motor gear with excellent seizure resistance

Also Published As

Publication number Publication date
JP2017057457A (en) 2017-03-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4423254B2 (en) High strength spring steel wire with excellent coiling and hydrogen embrittlement resistance
JP4475440B1 (en) Seamless steel pipe and manufacturing method thereof
CN108350537B (en) Steel wire for spring and spring
JP6711434B2 (en) Abrasion resistant steel plate and manufacturing method thereof
EP2559783A1 (en) High-strength hot-rolled steel plate exhibiting excellent stretch flangeability and fatigue resistance properties, and production method therefor
JP5716640B2 (en) Rolled steel bar for hot forging
JP6893212B2 (en) High-strength steel wire
KR20150002848A (en) Steel wire for high-strength spring having exceptional coiling performance and hydrogen embrittlement resistance, and method for manufacturing same
KR101908818B1 (en) High strength steel having excellent fracture initiation resistance and fracture arrestability in low temperature, and method for manufacturing the same
JP2002146479A (en) Wire rod for wire drawing having excellent twisting characteristic and its production method
JP2017508876A (en) Ultra-high strength gas metal arc welded joint with excellent impact toughness, and solid wire for manufacturing the same
JP5867262B2 (en) Rail with excellent delayed fracture resistance
JP2016148098A (en) Ultra high strength steel sheet excellent in yield ratio and workability
KR20170130527A (en) A high carbon steel wire rod excellent in freshness,
CA2973858A1 (en) Rail
JP6693532B2 (en) Spring steel
JP5612982B2 (en) High-strength rebar and manufacturing method thereof
KR102225267B1 (en) Seamless steel pipe and manufacturing method thereof
JP6519015B2 (en) High strength low alloy steel
JP6844342B2 (en) High-strength low-alloy steel
JP6520598B2 (en) High strength low alloy steel
JP6347198B2 (en) High strength low alloy steel
JP2021161479A (en) Steel material and method for manufacturing the same
JP6682863B2 (en) High carbon steel wire rod and high carbon steel wire
JP6682886B2 (en) High strength low alloy steel and method for producing the same

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20180509

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20190322

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: 20190402

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20190415

R151 Written notification of patent or utility model registration

Ref document number: 6520598

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151