JP6603669B2 - 高強度の平鋼製品を製造するための方法 - Google Patents
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Description
a)以下(重量%単位)からなる鋼溶融物を製錬する工程
C:0.05%〜0.08%、
Si:0.015%〜0.500%、
Mn:1.60%〜2.00%、
P:0.025%まで、
S:0.010%まで、
Al:0.020%〜0.050%、
N:0.006%まで、
Cr:0.40%まで、
Nb:0.060%〜0.070%、
B:0.0005%〜0.0025%、
Ti:0.090%〜0.130%、
および0.12%までのCu、0.100%までのNi、0.010%までのV、0.004%までのMoおよび0.004%までのSbを含む技術的に不可避の不純物、
ならびに
残部としての鉄;
b)この溶融物を鋳造してスラブを得る工程;
c)このスラブを1200〜1300℃の再加熱温度に再加熱する工程;
d)950〜1250℃の粗圧延温度および粗圧延によって達成される少なくとも50%の総圧下率にてスラブを粗圧延する工程;
e)粗圧延されたスラブを熱間仕上圧延する工程であって、この熱間仕上圧延が、800〜880℃の熱間圧延終了温度にて終了する工程;
f)熱間仕上圧延の後10s以内から開始して、熱間仕上圧延された平鋼製品を、少なくとも40K/sの冷却速度にて550〜620℃の巻き取り温度に急冷する工程;
g)熱間仕上圧延された平鋼製品を巻き取る工程。
C:本発明に従う加工処理された鋼の炭素含有量は、0.05重量%〜0.08重量%である。所望の強度特性を達成するために、少なくとも0.05重量%のC含有量が必要とされる。しかし、炭素含有量が高過ぎると、本発明に従って加工処理される鋼の靭性特性または溶接性および成形性が損なわれる。この理由から、炭素含有量は0.08重量%以下に制限される。
Si:ケイ素は、本発明に従って加工処理されている鋼の脱酸素剤として、靭性特性の改善のために使用される。しかし、ケイ素含有量が高過ぎると、靭性特性、特に溶接結合の熱影響部の靭性が大きく損なわれる。こうした理由から、本発明に従って加工処理されている鋼のケイ素含有量は、0.50重量%を超えない。表面品質の欠陥を信頼性高く回避するために、ケイ素含有量は、最大0.25重量%に制限され得る。
Mn:マンガンは、良好な靭性特性と組み合わせられた所望の強度特性を達成するために、1.6重量%〜2.0重量%の含有量において、本発明に従って使用される鋼に添加される。マンガン含有量が1.60重量%未満である場合、必要とされる強度特性は所望の確実性をもっては得られない。Mn含有量を最大2.00重量%に制限することにより、溶接性、靭性特性、成形性および偏析特徴における劣化を回避する。
P:リンは、ノッチ衝撃エネルギーおよび成形性を悪化させる付随元素である。故にリン含有量は、0.025重量%の上限を超えてはならない。最適な様式において、P含有量は、0.015重量%未満に限定される。
S:硫黄は、MnSの形成の結果として、本発明に従って加工処理されている鋼のノッチ衝撃エネルギーおよび成形性を悪化させる。こうした理由から、本発明に従って加工処理されている鋼のS含有量は、0.010重量%以下であるべきである。こうした低い硫黄含有量は、例えばCaSi処理によるこれ自体既知の様式にて達成できる。本発明に従って加工処理されている鋼の特性に対する硫黄の悪影響を確実に排除するために、S含有量は、最大0.003重量%に限定され得る。
Al:アルミニウムは、脱酸素剤として同様に使用され、AlN形成の結果として、オーステナイト化の過程でオーステナイト結晶粒の粗大化を阻害する。アルミニウム含有量が0.020重量%未満である場合、脱酸プロセスが完了しない。しかし、アルミニウム含有量が0.050重量%の上限を超える場合、Al2O3介在物が形成し得る。これらは、純度レベルおよび靭性特性に悪影響を与える。
N:窒素は、アルミニウムと共にAlNを形成し、またはチタンと共にTiNを形成する付随元素である。しかし、窒素含有量が高過ぎると、靭性特性が悪化する。これを防止するために、本発明に従って加工処理されている鋼の場合、窒素含有量についての上限は0.006重量%に固定される。
Cr:クロムは、本発明に従って加工処理されている鋼に、その強度特性を改善するために、添加されてもよい。しかし、クロム含有量が高過ぎると、熱影響部において溶接性および靭性が悪影響を受ける。故に、本発明に従って加工処理されている鋼の場合、クロム含有量の上限は0.40重量%に固定される。
Nb:ニオブは、温度制御された圧延の過程においてオーステナイト構造の結晶粒微細化によって、または巻き取りの過程において析出硬化によって強度特性を助長するために、本発明に従って加工処理されている鋼に存在する。この目的のために、本発明に従って加工処理されている鋼は、0.060重量%〜0.070重量%のNbを含む。ニオブ含有量がこの範囲未満の場合、強度特性は得られない。Nb含有量がこの範囲の上限を超える場合、溶接操作の熱影響部において溶接性および靭性の劣化がある。
B:本発明に従う加工処理されている鋼のホウ素含有量は、0.0005重量%〜0.0025重量%である。Bは、強度特性を助長するためにおよび硬化性を改善するために使用される。しかし、過剰のホウ素含有量は靭性特性を悪化させる。
Ti:チタンは、同様に、オーステナイト化の過程において結晶粒成長を防止することによって、または巻き取りの過程において析出硬化によって、靭性特性を改善することに寄与する。これを確実にするために、本発明に従って加工処理されている鋼のTi含有量は、0.09重量%〜0.13重量%である。チタン含有量が0.09重量%未満である場合、本発明の目的とする強度値は得られない。特定されたTi含有量範囲の上限を超える場合、溶接操作の熱影響部において溶接性および靭性の劣化がある。
CE=%C+%Mn/6+(%Cr+%Mo+%V)/5+(%Cu+%Ni)/15
ここで、%C=重量%単位のそれぞれのC含有量、
%Mn=重量%単位のそれぞれのMn含有量、
%Cr=重量%単位のそれぞれのCr含有量、
%Mo=重量%単位のそれぞれのMo含有量、
%V=重量%単位のそれぞれのV含有量、
%Cu=重量%単位のそれぞれのCu含有量、
%Ni=重量%単位のそれぞれのNi含有量、
CE≦0.5重量%。
Claims (15)
- 少なくとも700MPaの降伏強度を有し、少なくとも70体積%のベイナイト系ミクロ組織を有する平鋼製品を製造する方法であって、
以下の工程を含む方法:
a)以下(重量%単位)からなる鋼溶融物を製錬する工程
C:0.05%〜0.08%、
Si:0.015%〜0.500%、
Mn:1.60%〜2.00%、
P:0.025%まで、
S:0.010%まで、
Al:0.020%〜0.050%、
N:0.006%まで、
Cr:0.40%まで、
Nb:0.060%〜0.070%、
B:0.0005%〜0.0025%、
Ti:0.090%〜0.130%、
および0.12%までのCu、0.100%までのNi、0.010%までのV、0.004%までのMoおよび0.004%までのSbを含む技術的に不可避の不純物、
ならびに
残部としての鉄;
b)前記溶融物を鋳造してスラブを得る工程;
c)前記スラブを1200〜1300℃の再加熱温度に再加熱する工程;
d)950〜1250℃の粗圧延温度および粗圧延によって達成される少なくとも50%の総圧下率にて前記スラブを粗圧延する工程;
e)前記粗圧延されたスラブを熱間仕上圧延する工程であって、前記熱間仕上圧延が、800〜880℃の熱間圧延終了温度にて終了する工程;
f)前記熱間仕上圧延の後10s以内から開始して、前記熱間仕上圧延された平鋼製品を、少なくとも40K/sの冷却速度にて550〜620℃の巻き取り温度まで急冷する工程;
g)前記熱間仕上圧延された平鋼製品を巻き取る工程。 - 以下の条件が、以下の式によって計算された炭素当量CEに適用されることを特徴とする、請求項1に記載の方法
CE=%C+%Mn/6+(%Cr+%Mo+%V)/5+(%Cu+%Ni)/15
ここで、工程a)で製錬された前記鋼溶融物について
%C=重量%単位のそれぞれのC含有量、
%Mn=重量%単位のそれぞれのMn含有量、
%Cr=重量%単位のそれぞれのCr含有量、
%Mo=重量%単位のそれぞれのMo含有量、
%V=重量%単位のそれぞれのV含有量、
%Cu=重量%単位のそれぞれのCu含有量、
%Ni=重量%単位のそれぞれのNi含有量:
:CE≦0.5重量%。 - 前記再加熱温度が1250〜1300℃であることを特徴とする、請求項1または2に記載の方法。
- いずれの場合も加工処理された前記スラブに接着する一次スケールが、前記再加熱(工程c))と前記粗圧延(工程d))との間で実行される工程c’)において除去されることを特徴とする、請求項1から3のいずれかに記載の方法。
- 先行ステーション(工程c))から、前記熱間仕上圧延(工程e))への前記スラブの輸送にかかる輸送時間が最大300sに限定されることを特徴とする、請求項1から4のいずれかに記載の方法。
- 先行ステーション(工程c’))から、前記熱間仕上圧延(工程e))への前記スラブの輸送にかかる輸送時間が最大300sに限定されることを特徴とする、請求項4に記載の方法。
- 前記粗圧延(工程d))と前記熱間仕上圧延(工程e))との間に経過する滞留時間が50s以下であることを特徴とする、請求項1から6のいずれかに記載の方法。
- 前記工程f)の冷却における前記冷却速度が150K/s以下であることを特徴とする、請求項1から7のいずれかに記載の方法。
- 前記熱間圧延の後に得られた前記熱間圧延平鋼製品の厚さが、3〜15mmであることを特徴とする、請求項1から8のいずれかに記載の方法。
- 前記巻き取り後に得られた前記熱間圧延平鋼製品の降伏強度が700〜850MPaであることを特徴とする、請求項1から9のいずれかに記載の方法。
- 前記巻き取り後に得られた前記熱間圧延平鋼製品の破断伸びが少なくとも12%であることを特徴とする、請求項1から10のいずれかに記載の方法。
- 前記巻き取り後に得られた前記熱間圧延平鋼製品の引張強度が750〜950MPaであることを特徴とする、請求項1から11のいずれかに記載の方法。
- −20℃での前記巻き取り後に得られた前記熱間圧延平鋼製品のノッチ衝撃エネルギーが50〜110Jの範囲であることを特徴とする、請求項1から12のいずれかに記載の方法。
- 前記巻き取り後に得られた前記熱間圧延平鋼製品が、技術的に不可避である他のミクロ組織構成要素とは別に、ベイナイト系構造のみを有することを特徴とする、請求項1から13のいずれかに記載の方法。
- 前記巻き取り後に得られた前記熱間圧延平鋼製品のミクロ組織の平均結晶粒直径が、20μm以下であることを特徴とする、請求項1から14のいずれかに記載の方法。
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