JP6811854B2 - フラックス入りワイヤ用冷延鋼板及びその製造方法 - Google Patents
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Description
微細組織は、面積分率で、フェライトを93〜98%含み、針状ベイナイトとセメンタイトをその合計で2〜7%含む、低温靭性に優れたフラックス入りワイヤ用冷延鋼板に関する。
上記加熱されたスラブを仕上げ熱間圧延温度が880〜950℃となるように熱間圧延して熱延鋼板を得る段階と、
上記熱延鋼板を550〜700℃の温度範囲で巻き取る段階と、
上記巻き取られた熱延鋼板を50〜85%の圧下率で冷間圧延して冷延鋼板を得る段階と、
上記冷延鋼板を連続焼鈍する段階と、を含む、フラックス入りワイヤ用冷延鋼板の製造方法に関する。
以下、本発明の一側面として、フラックス入りワイヤ用冷延鋼板について詳細に説明する。
炭素(C)は、一般に鋼の強度を向上させるために添加される元素であり、溶接熱影響部が、母材と類似の特性を有するようにさせるために添加される元素である。
マンガン(Mn)は固溶強化元素であって、鋼の強度を高め、Ar3を下げて熱間加工性を向上させる役割を果たす。但し、添加し過ぎた場合には、多量の硫化マンガン(MnS)析出物を形成して、鋼の延性及び加工性を阻害することがある。
シリコン(Si)は、酸素などと結合して鋼板の表面に酸化層を形成して表面特性を悪くし、耐食性を低下させる要因として作用するだけでなく、溶接金属中の硬質相変態を促進して、低温靭性を低下させる要因として作用する。したがって、その添加量を0.05%以下に限定する。より好ましくは、Si含量は0.04%以下であることができ、さらに好ましくは0.02%以下であることができる。
リン(P)は鋼中に固溶元素として存在し、固溶強化を起こして鋼の強度及び硬度を向上させる元素であって、一定レベルの剛性を維持するためには、0.0005%以上添加されることが好ましい。しかし、その含量が0.01%を超える場合は、鋳造の際に中心偏析を起こし、延性が低下してワイヤ加工性を劣化させるおそれがある。したがって、P含量は0.0005〜0.01%であることが好ましく、より好ましくは0.001〜0.009%であることができる。
硫黄(S)は、鋼中のMnと結合して非金属介在物を形成し、赤熱脆性(red shortness)の要因となるため、できるだけその含量を下げることが好ましい。また、S含量が高い場合、鋼板の母材靭性を低下させるという問題があるため、S含量は0.008%以下であることが好ましく、より好ましくは0.007%以下であることができる。
アルミニウム(Al)は、アルミニウムキルド鋼において、脱酸剤及び時効による材質の劣化を防止する目的で添加される元素であり、延性の確保に有利な元素である。かかる効果は、極低温であるときに、より顕著に現れる。
窒素(N)は、鋼中に固溶状態で存在し、材質強化に有効な元素であって、目標の剛性を確保するためには、0.0005%以上の添加が必要である。一方、N含量が0.003%を超える場合には、時効性が急激に悪くなるだけでなく、鋼の製造段階で脱窒による負担が増加し、製鋼作業性が悪化するという問題がある。したがって、N含量は0.0005〜0.003%であることが好ましい。より好ましくは、N含量は0.001〜0.0027%であることができる。
ニッケル(Ni)は、延性を向上させて引抜加工性を向上させるのに効果的である上、極低温でも安定した組織を形成する、低温靭性の改善のために必要な元素である。鋼板の成分としてではなく、フラックス成分としてNiを添加する場合には、Niを高純度の粉末状に製造しなければならないため、Niを鋼板の成分として添加することは、コスト面において有利な効果がある。また、溶接棒にフラックスとして添加することができる分率は限定されているため、Niを鋼板の成分として添加することにより、溶接性に影響を与える他のフラックス元素の量を増加させることができ、溶接性などを向上させることができる。
関係式1:WFC=(25*C+0.4*Mn+26*Al)*Ni
以下、本発明の他の一側面である、フラックス入りワイヤ用冷延鋼板の製造方法について詳細に説明する。
上述の合金組成を有するスラブを、1050〜1300℃の温度で加熱する。これは、後続する熱間圧延工程を円滑に行い、且つスラブを均質化処理するためである。
上記加熱されたスラブを、仕上げ熱間圧延温度が880〜950℃となるように熱間圧延して熱延鋼板を得る。
上記熱延鋼板を550〜700℃の温度範囲で巻き取る。この際、熱間圧延後の巻き取り前の熱延鋼板の冷却は、ランアウトテーブル(ROT、Run−out−table)で行うことができる。
上記巻き取られた熱延鋼板を、50〜85%の圧下率で冷間圧延して冷延鋼板を得る。
加工性及び剛性を確保するために、上記冷延鋼板を連続焼鈍する。冷間圧延の際に導入された変形により強度が上昇している状態から変形除去焼鈍を行うことによって、目標とする強度及び加工性を確保する。
Claims (9)
- 重量%で、C:0.01〜0.15%、Mn:0.1〜0.5%、Si:0.05%以下(0%は除く)、P:0.0005〜0.01%、S:0.008%以下(0%は除く)、Al:0.005〜0.06%、N:0.0005〜0.003%、Ni:0.5〜2.0%、残りのFe及び不可避不純物からなり、
微細組織は、面積分率で、フェライトを93〜98%含み、針状ベイナイトとセメンタイトをその合計で2〜7%含む、フラックス入りワイヤ用冷延鋼板。 - 前記冷延鋼板は、下記関係式1で定義されるWFCが0.5〜4.5である、請求項1に記載のフラックス入りワイヤ用冷延鋼板。
関係式1:WFC=(25*C+0.4*Mn+26*Al)*Ni(但し、前記関係式1において各元素の含量の単位は重量%である。) - 前記冷延鋼板は、降伏強度が200〜300MPaであり、伸び率が40%以上である、請求項1又は2に記載のフラックス入りワイヤ用冷延鋼板。
- 前記冷延鋼板は、溶接部の偏析指数が0.15%未満である、請求項1から3のいずれか1項に記載のフラックス入りワイヤ用冷延鋼板。
- 重量%で、C:0.01〜0.15%、Mn:0.1〜0.5%、Si:0.05%以下(0%は除く)、P:0.0005〜0.01%、S:0.008%以下(0%は除く)、Al:0.005〜0.06%、N:0.0005〜0.003%、Ni:0.5〜2.0%、残りのFe及び不可避不純物からなるスラブを1100〜1300℃の温度で加熱する段階と、
前記加熱されたスラブを、仕上げ熱間圧延温度が880〜950℃となるように熱間圧延して熱延鋼板を得る段階と、
前記熱延鋼板を550〜700℃の温度範囲で巻き取る段階と、
前記巻き取された熱延鋼板を50〜85%の圧下率で冷間圧延して冷延鋼板を得る段階と、
前記冷延鋼板を連続焼鈍する段階と、を含み、
前記冷延鋼板の微細組織は、面積分率で、フェライトを93〜98%含み、針状ベイナイトとセメンタイトをその合計で2〜7%含む、フラックス入りワイヤ用冷延鋼板の製造方法。 - 前記スラブは、下記関係式1で定義されるWFCが0.5〜4.5である、請求項5に記載のフラックス入りワイヤ用冷延鋼板の製造方法。
関係式1:WFC=(25*C+0.4*Mn+26*Al)*Ni(但し、前記関係式1において各元素の含量の単位は重量%である。) - 前記連続焼鈍は700〜850℃の温度範囲で行う、請求項5又は6に記載のフラックス入りワイヤ用冷延鋼板の製造方法。
- 前記冷間圧延前に、前記巻き取られた熱延鋼板を酸洗する段階をさらに含む、請求項5から7のいずれか1項に記載のフラックス入りワイヤ用冷延鋼板の製造方法。
- 前記連続焼鈍された冷延鋼板を30〜60℃/secの冷却速度で冷却する、請求項7に記載のフラックス入りワイヤ用冷延鋼板の製造方法。
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