JP6816832B2 - High-strength thick steel sheet for cryogenic temperature and its manufacturing method - Google Patents

High-strength thick steel sheet for cryogenic temperature and its manufacturing method Download PDF

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Description

本発明は、極低温用高張力厚鋼板に関し、特に、極低温靭性および冷間加工性に優れ、液化天然ガス(LNG)貯蔵用タンクなどの用途に好適に用いることができる極低温用高張力厚鋼板に関する。また、本発明は前記極低温用高張力厚鋼板の製造方法に関する。 The present invention relates to a high-strength thick steel sheet for cryogenic temperature, and in particular, has excellent cryogenic toughness and cold workability, and can be suitably used for applications such as a tank for storing liquefied natural gas (LNG). Regarding thick steel sheets. The present invention also relates to a method for producing a high-strength thick steel sheet for extremely low temperatures.

LNG貯蔵用タンクには常に高度な安全性が求められる。そのため、タンク本体に使用される低温用鋼板には、LNGが液体になる温度(約−162℃)において、優れた靭性を備えていることが要求される。また、タンクの製造においては、円筒管への成形のように厳しい加工が行われるため、使用される鋼板には冷間曲げ加工性も要求される。そのため、LNG貯蔵用タンクのタンク本体に使用される低温用鋼板としては、従来、低温靭性に優れる9%Ni鋼板が広く使用されてきた。 A high level of safety is always required for LNG storage tanks. Therefore, the low-temperature steel sheet used for the tank body is required to have excellent toughness at a temperature at which LNG becomes liquid (about -162 ° C.). Further, in the manufacture of a tank, since strict processing such as molding into a cylindrical tube is performed, the steel plate used is also required to have cold bending workability. Therefore, as a low-temperature steel sheet used for the tank body of an LNG storage tank, a 9% Ni steel sheet having excellent low-temperature toughness has been widely used.

しかし、Niは高価な合金元素であるため、コスト削減の観点から、Ni含有量が9%未満であり、かつ9%Ni鋼板と同等以上の靱性を備えた低温用鋼板の開発が要望されている。 However, since Ni is an expensive alloying element, from the viewpoint of cost reduction, there is a demand for the development of a low temperature steel sheet having a Ni content of less than 9% and toughness equal to or higher than that of a 9% Ni steel sheet. There is.

通常、低温用鋼板のNi含有量を低減すると、低温域でオーステナイトが不安定となるため低温靭性が低下し、LNG貯蔵用タンクに要求される高度な安全性を確保することが困難となる。この問題に対し、Ni含有量を低減した低温用鋼板において、低温靭性等の鋼板特性を改善する様々な技術が提案されている。 Normally, when the Ni content of a low-temperature steel sheet is reduced, austenite becomes unstable in a low-temperature region, so that low-temperature toughness decreases, and it becomes difficult to ensure the high degree of safety required for an LNG storage tank. To solve this problem, various techniques for improving steel sheet characteristics such as low temperature toughness have been proposed for low temperature steel sheets having a reduced Ni content.

例えば、特許文献1〜5では、Ni含有量が7%で9%Ni鋼と同等の低温靱性を有する鋼板が提案されている。 For example, Patent Documents 1 to 5 propose steel sheets having a Ni content of 7% and having a low temperature toughness equivalent to that of 9% Ni steel.

特許文献1には、低温強圧下圧延と2相域熱処理および焼入れ焼戻し処理を組み合わせる技術が提案されている。前記技術では、未変態オーステナイトへ歪を導入してMf点を下げることにより、残留オーステナイト組織の制御と安定化を行っている。 Patent Document 1 proposes a technique for combining low-temperature high-pressure rolling, two-phase region heat treatment, and quenching and tempering treatment. In the above technique, the retained austenite structure is controlled and stabilized by introducing strain into untransformed austenite to lower the Mf point.

特許文献2および3には、スラブの加熱温度と加熱時間を制御し、過度のスラブ加熱を抑制することにより、残留オーステナイト量の確保と粒径の微細化をはかる技術が開示されている。 Patent Documents 2 and 3 disclose techniques for securing the amount of retained austenite and refining the particle size by controlling the heating temperature and heating time of the slab and suppressing excessive slab heating.

特許文献4には、スラブに複数回の熱加工処理を施し、さらに2相域熱処理を行うことにより、合金元素の不均一性を低減し、残留オーステナイトを多量かつ均一微細に分散させる技術が開示されている。 Patent Document 4 discloses a technique for reducing non-uniformity of alloying elements and uniformly and finely dispersing retained austenite by subjecting a slab to a plurality of heat treatments and further performing a two-phase region heat treatment. Has been done.

特許文献5には、未再結晶域と再結晶域の累積圧下率を制御し、焼入れ焼戻し条件を規定することにより、残留オーステナイトが微細に分散した焼戻しマルテンサイト組織を得る技術が開示されている。 Patent Document 5 discloses a technique for obtaining a tempered martensite structure in which retained austenite is finely dispersed by controlling the cumulative reduction rate of the unrecrystallized region and the recrystallized region and defining the quenching and tempering conditions. ..

国際公開第2007/034576号International Publication No. 2007/034576 特開2011−219849号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2011-219849 特開2011−241419号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2011-241419 国際公開第2012/005330号International Publication No. 2012/005330 特開2015−86403号公報JP-A-2015-86403

極低温靱性および冷間加工性を向上させるためには、残留オーステナイトを多量に生成することが有効である。従来のプロセスでは、オーステナイトを生成させるために2相域加熱後焼入れ処理を行っていたが、焼入れ時にオーステナイトの大部分がマルテンサイトに変態してしまうため、安定な残留オーステナイトを十分に得ることはできなかった。 In order to improve the cryogenic toughness and cold workability, it is effective to generate a large amount of retained austenite. In the conventional process, quenching is performed after heating in the two-phase region to generate austenite, but since most of the austenite is transformed into martensite during quenching, it is not possible to obtain sufficient stable retained austenite. could not.

そこで特許文献1〜5で提案された技術では、残留オーステナイトの生成と安定化のために、焼入れ後に焼戻し熱処理を施している。しかし、特許文献1〜5で提案されている技術で得られる鋼板では、−196℃でのサブゼロ処理後の残留オーステナイト量は高くても11体積%でしかなく、安定な残留オーステナイトを多量に得ることはできない。そのため、冷間加工性が十分であるとは言えない。 Therefore, in the techniques proposed in Patent Documents 1 to 5, tempering heat treatment is performed after quenching in order to generate and stabilize retained austenite. However, in the steel sheet obtained by the techniques proposed in Patent Documents 1 to 5, the amount of retained austenite after the subzero treatment at -196 ° C. is only 11% by volume at the highest, and a large amount of stable retained austenite can be obtained. It is not possible. Therefore, it cannot be said that the cold workability is sufficient.

本発明は、かかる事情に鑑み、Ni含有量が9%未満であり、かつ9%Ni鋼板と同等以上の靱性と、優れた冷間加工性とを兼ね備えた低温用鋼板を提供することを目的とする。 In view of such circumstances, it is an object of the present invention to provide a low temperature steel sheet having a Ni content of less than 9%, toughness equal to or higher than that of a 9% Ni steel sheet, and excellent cold workability. And.

本発明者らは、上記課題を達成するために鋭意研究を行い、以下の知見を得た。 The present inventors conducted diligent research in order to achieve the above problems, and obtained the following findings.

(1)Niを9%未満に低減したうえで、9%Ni鋼と同等の極低温靱性と、優れた冷間加工性とを得るには、−196℃でのサブゼロ処理後における残留オーステナイトの体積率を11%超、20%以下に制御すればよい。 (1) In order to reduce Ni to less than 9% and obtain cryogenic toughness equivalent to 9% Ni steel and excellent cold workability, residual austenite after subzero treatment at -196 ° C. The volume fraction may be controlled to be more than 11% and 20% or less.

(2)上記した安定な残留オーステナイト組織を得るために、マルテンサイト、またはマルテンサイトおよびベイナイト組織を生成させた熱延鋼板を、2相温度域に加熱し、平均冷却速度3℃/s以上で250〜500℃まで冷却し、次いで、焼戻し処理を行えばよい。 (2) In order to obtain the above-mentioned stable retained austenite structure, a hot-rolled steel sheet having martensite or a martensite and bainite structure formed is heated to a two-phase temperature range at an average cooling rate of 3 ° C./s or more. It may be cooled to 250 to 500 ° C. and then tempered.

(3)上記処理によれば、2相域加熱中にC、Ni、およびMnなどのオーステナイト安定化元素をオーステナイトへ濃化させ、さらに焼戻し処理によりオーステナイトへCを濃化させる、という2段階で合金元素を分配させることができる。特に、前記250〜500℃の温度で冷却を途中停止した後に焼戻し処理する本発明のプロセスは、200℃以下まで冷却(焼入れ)した後に焼戻しする従来のプロセスに比べて、より低温でCをオーステナイトへ分配させることができる。そのため、上記プロセスは従来の焼入れ焼戻し工程に比べてオーステナイトの安定化に有効であり、安定な残留オーステナイトを多量に得ることができる。 (3) According to the above treatment, austenite-stabilizing elements such as C, Ni, and Mn are concentrated in austenite during two-phase region heating, and C is further concentrated in austenite by tempering treatment. Alloy elements can be distributed. In particular, the process of the present invention in which cooling is stopped halfway at a temperature of 250 to 500 ° C. and then tempered is performed, and C is austenite at a lower temperature than the conventional process of cooling (quenching) to 200 ° C. or lower and then tempering. Can be distributed to. Therefore, the above process is effective in stabilizing austenite as compared with the conventional quenching and tempering process, and a large amount of stable retained austenite can be obtained.

本発明は、上記知見に基づき完成されたものであり、その要旨は以下のとおりである。 The present invention has been completed based on the above findings, and the gist thereof is as follows.

1.質量%で、
C :0.02〜0.12%、
Si:0.01〜0.30%、
Mn:0.50〜2.00%、
Ni:5.5〜8.5%、
P :0.005%以下、
S :0.003%以下、および
N :0.0015〜0.0065%を含有し、
残部がFeおよび不可避的不純物からなる成分組成を有し、
板厚1/4位置におけるミクロ組織が、
(1)焼戻しマルテンサイトまたは焼戻しマルテンサイトとベイナイトからなるマトリックスと、
(2)前記マトリックス中に分散した残留オーステナイトと、からなり、
板厚1/4位置における残留オーステナイトの体積率が11%超、20%以下であり、かつ、
−196℃の液体窒素中に15分保持するサブゼロ処理を施した後の、板厚1/4位置における残留オーステナイトの体積率が、11%超、20%以下である、極低温用高張力厚鋼板。
1. 1. By mass%
C: 0.02 to 0.12%,
Si: 0.01-0.30%,
Mn: 0.50 to 2.00%,
Ni: 5.5-8.5%,
P: 0.005% or less,
S: 0.003% or less, and N: 0.0015 to 0.0065%,
The balance has a component composition consisting of Fe and unavoidable impurities.
The microstructure at the 1/4 thickness position
(1) Tempering martensite or a matrix consisting of tempered martensite and bainite,
(2) Consists of retained austenite dispersed in the matrix.
The volume fraction of retained austenite at the 1/4 plate thickness position is more than 11%, 20% or less, and
High-strength thickness for ultra-low temperature, where the volume fraction of retained austenite at 1/4 of the plate thickness is more than 11% and 20% or less after subzero treatment in liquid nitrogen at -196 ° C for 15 minutes. Steel plate.

2.前記成分組成が、さらに、質量%で、
Al:0.01〜0.10%、
Mo:0.05〜0.50%、
Cr:1.00%以下、
Cu:0.40%以下、
Nb:0.05%以下、
V :0.05%以下、および
Ti:0.03%以下
からなる群より選択される1または2以上を含有する、上記1に記載の極低温用高張力厚鋼板。
2. 2. The component composition is further increased by mass%.
Al: 0.01 to 0.10%,
Mo: 0.05 to 0.50%,
Cr: 1.00% or less,
Cu: 0.40% or less,
Nb: 0.05% or less,
The high-strength thick steel sheet for cryogenic temperature according to 1 above, which contains 1 or 2 or more selected from the group consisting of V: 0.05% or less and Ti: 0.03% or less.

3.前記成分組成が、さらに、質量%で、
Ca:0.007%以下、
REM:0.010%以下、および
Mg:0.070%以下
からなる群より選択される1または2以上を含有する、上記1または2に記載の極低温用高張力厚鋼板。
3. 3. The component composition is further increased by mass%.
Ca: 0.007% or less,
The high-strength thick steel sheet for cryogenic temperature according to 1 or 2 above, which contains 1 or 2 or more selected from the group consisting of REM: 0.010% or less and Mg: 0.070% or less.

4.上記1〜3のいずれか一項に記載の成分組成を有する鋼素材を、900℃以上1200℃以下の加熱温度に加熱し、
加熱された前記鋼素材を熱間圧延して熱延鋼板とし、
前記熱延鋼板に、板厚1/4位置おける温度で550℃以下300℃以上の温度域における平均冷却速度が1℃/s以上、冷却停止温度が板厚1/4位置における温度で300℃以下である第1の加速冷却を施し、
前記第1の加速冷却後の熱延鋼板に、板厚1/4位置における温度でAc1点以上、Ac3点未満の加熱温度に加熱する2相域加熱を施し、
前記2相域加熱後の熱延鋼板に、板厚1/4位置における温度での平均冷却速度が3℃/s以上、冷却停止温度が板厚1/4位置における温度で500℃以下250℃以上である第2の加速冷却を施し、
前記第2の加速冷却後の熱延鋼板を、200℃以下まで空冷し、
前記空冷後の熱延鋼板に対して、焼戻し温度が板厚1/2位置における温度で500℃以上650℃以下である焼戻処理を施して、上記1に記載のミクロ組織を有する極低温用高張力厚鋼板とする、極低温用高張力厚鋼板の製造方法。
4. A steel material having the component composition according to any one of 1 to 3 above is heated to a heating temperature of 900 ° C. or higher and 1200 ° C. or lower.
The heated steel material is hot-rolled to form a hot-rolled steel sheet.
The hot-rolled steel sheet has an average cooling rate of 1 ° C./s or more in a temperature range of 550 ° C. or lower and 300 ° C. or higher at a temperature at a plate thickness of 1/4 position, and a cooling stop temperature of 300 ° C. at a temperature at a plate thickness of 1/4 position. Apply the following first accelerated cooling,
The hot-rolled steel sheet after the first accelerated cooling is subjected to two-phase region heating that heats the hot-rolled steel sheet to a heating temperature of 1 point or more and less than 3 points of Ac at the temperature at the plate thickness 1/4 position.
The hot-rolled steel sheet after heating in the two-phase region has an average cooling rate of 3 ° C./s or more at the temperature at the plate thickness 1/4 position and a cooling stop temperature of 500 ° C. or less at the temperature at the plate thickness 1/4 position 250 ° C. After applying the second accelerated cooling as described above,
The hot-rolled steel sheet after the second accelerated cooling is air-cooled to 200 ° C. or lower.
The hot-rolled steel sheet after air cooling is subjected to a tempering treatment in which the tempering temperature is 500 ° C. or higher and 650 ° C. or lower at the temperature of 1/2 of the plate thickness, and the hot-rolled steel sheet has the microstructure described in 1 above. A method for manufacturing a high-tensile thick steel sheet for extremely low temperatures, which is a high-tensile thick steel sheet.

5.さらに、前記熱間圧延後、前記第1の加速冷却に先だって、
前記熱延鋼板を300℃以下の空冷停止温度まで空冷し、
空冷された前記熱延鋼板を、Ac3点以上1000℃以下の再加熱温度まで再加熱する、上記4に記載の極低温用高張力厚鋼板の製造方法。
5. Further, after the hot rolling and prior to the first accelerated cooling,
The hot-rolled steel sheet is air-cooled to an air-cooling stop temperature of 300 ° C. or lower.
The method for producing a high-strength thick steel sheet for ultra-low temperature, which comprises reheating the air-cooled hot-rolled steel sheet to a reheating temperature of 3 points or more and 1000 ° C. or less.

本発明によれば、Ni含有量が5.5〜8.5%に低減されているにもかかわらず、9%Ni鋼と同等以上の低温靭性を有し、さらに冷間加工性にも優れた極低温用高張力厚鋼板を得ることができる。この極低温用高張力厚鋼板は、LNG貯蔵用タンク等の用途に、極めて好適に用いることができる。そのため、本発明は、LNG貯蔵用タンクなどの鋼構造物の安全性向上に寄与し、産業上格段の効果を奏する。 According to the present invention, although the Ni content is reduced to 5.5 to 8.5%, it has low temperature toughness equal to or higher than that of 9% Ni steel and is also excellent in cold workability. High-strength thick steel sheets for extremely low temperatures can be obtained. This cryogenic high-strength thick steel sheet can be extremely suitably used for applications such as LNG storage tanks. Therefore, the present invention contributes to the improvement of safety of steel structures such as LNG storage tanks, and exerts a remarkable effect in industry.

以下、本発明の実施形態について具体的に説明する。なお、以下の説明は、本発明の好適な実施形態を示すものであって、本発明はこれに限定されない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be specifically described. The following description shows a preferred embodiment of the present invention, and the present invention is not limited thereto.

[成分組成]
本発明の極低温用高張力厚鋼板(以下、単に「鋼板」または「厚鋼板」という場合がある)、および極低温用高張力厚鋼板の製造に用いる鋼素材は、上述した成分組成を有する。以下、前記成分組成に含まれる各成分について説明する。なお、特に断らない限り、本明細書において成分の含有量の単位としての「%」は「質量%」を意味する。
[Ingredient composition]
The high-tensile steel sheet for ultra-low temperature of the present invention (hereinafter, may be simply referred to as "steel plate" or "thick steel sheet") and the steel material used for producing the high-strength thick steel sheet for ultra-low temperature have the above-mentioned composition. .. Hereinafter, each component contained in the component composition will be described. Unless otherwise specified, "%" as a unit of the content of the component in the present specification means "mass%".

C:0.02〜0.12%
Cは、鋼板の強度を向上させる効果を有する元素である。また、Cは、所望の残留オーステナイト体積率を得る上でも重要な元素である。これらの効果を得るために、C含有量を0.02%以上、好ましくは0.04%以上とする。一方、C含有量が0.12%を超えると、鋼板の低温靭性が低下する。そのため、C含有量は0.12%以下、好ましくは0.08%以下とする。
C: 0.02 to 0.12%
C is an element having an effect of improving the strength of the steel sheet. In addition, C is an important element for obtaining a desired retained austenite volume fraction. In order to obtain these effects, the C content is set to 0.02% or more, preferably 0.04% or more. On the other hand, when the C content exceeds 0.12%, the low temperature toughness of the steel sheet decreases. Therefore, the C content is 0.12% or less, preferably 0.08% or less.

Si:0.01〜0.30%
Siは、鋼板の強度向上に寄与する元素であり、脱酸剤としての作用を有する元素でもある。これらの効果を発現させるために、Si含有量は0.01%以上とする。一方、Si含有量が過剰に高くなると、靭性が低下する。そのため、Si含有量は0.30%以下、好ましくは0.10%以下とする。
Si: 0.01 to 0.30%
Si is an element that contributes to improving the strength of the steel sheet, and is also an element that acts as an antacid. In order to exhibit these effects, the Si content is 0.01% or more. On the other hand, if the Si content is excessively high, the toughness decreases. Therefore, the Si content is 0.30% or less, preferably 0.10% or less.

Mn:0.50〜2.00%
Mnは、鋼の焼入れ性を高め、鋼板の高強度化に寄与する元素である。Mn含有量が0.50%未満であると、鋼の焼入れ性が低下し、鋼板の強度のみならず低温靭性も低下する。そのため、Mn含有量は0.50%以上、好ましくは0.60%以上とする。一方、Mn含有量が2.00%を超えると、鋼板の強度向上効果が飽和するうえに、かえって低温靭性が低下する。そのため、Mn含有量は2.00%以下、好ましくは0.95%以下とする。
Mn: 0.50 to 2.00%
Mn is an element that enhances the hardenability of steel and contributes to increasing the strength of steel sheets. When the Mn content is less than 0.50%, the hardenability of the steel is lowered, and not only the strength of the steel sheet but also the low temperature toughness is lowered. Therefore, the Mn content is 0.50% or more, preferably 0.60% or more. On the other hand, when the Mn content exceeds 2.00%, the effect of improving the strength of the steel sheet is saturated and the low temperature toughness is rather lowered. Therefore, the Mn content is 2.00% or less, preferably 0.95% or less.

Ni:5.5〜8.5%
Niは、鋼板の低温靭性向上に極めて有効な元素である。しかし、Niは高価な元素であるため、その含有量が高くなるにつれて鋼板コストが高騰する。そのため、Ni含有量は8.5%以下とする。一方、Ni含有量が5.5%未満になると、低温で安定した残留オーステナイトが得られなくなり、その結果、鋼板の低温靭性が低下する。そのため、Ni含有量は5.5%以上とする。
Ni: 5.5-8.5%
Ni is an extremely effective element for improving the low temperature toughness of steel sheets. However, since Ni is an expensive element, the cost of the steel sheet rises as its content increases. Therefore, the Ni content is set to 8.5% or less. On the other hand, when the Ni content is less than 5.5%, stable retained austenite cannot be obtained at a low temperature, and as a result, the low temperature toughness of the steel sheet is lowered. Therefore, the Ni content is set to 5.5% or more.

P:0.005%以下
Pは、不可避的不純物であり、鋼板の低温靭性に悪影響を及ぼす有害な元素である。例えば、鋼板を溶接して溶接構造物とした際に健全な母材および溶接継手を得るためには、Pの含有量を可能な限り低減することが好ましい。そのため、P含有量は0.005%以下とする。一方、P含有量は低ければ低いほど良いため、下限は特に限定されず、0%であってよいが、その場合にも不可避的不純物として含有することは許容される。しかし、過度の低減はコスト増の原因となるため、P含有量は0.001%以上とすることが好ましい。
P: 0.005% or less P is an unavoidable impurity and is a harmful element that adversely affects the low temperature toughness of the steel sheet. For example, it is preferable to reduce the P content as much as possible in order to obtain a sound base material and welded joint when the steel plate is welded to form a welded structure. Therefore, the P content is set to 0.005% or less. On the other hand, the lower the P content, the better, so the lower limit is not particularly limited and may be 0%, but even in that case, it is permissible to contain it as an unavoidable impurity. However, since excessive reduction causes an increase in cost, the P content is preferably 0.001% or more.

S:0.003%以下
Sは、P同様、不可避的不純物であり、鋼板の低温靭性に悪影響を及ぼす有害な元素である。例えば、鋼板を溶接して溶接構造物とした際に健全な母材および溶接継手を得るためには、Sの含有量を可能な限り低減することが好ましい。そのため、S含有量は0.003%以下とする。一方、S含有量は低ければ低いほど良いため、下限は特に限定されず、0%であってよいが、その場合にも不可避的不純物として含有することは許容される。しかし、過度の低減はコスト増の原因となるため、S含有量は0.0001%以上とすることが好ましい。
S: 0.003% or less
Like P, S is an unavoidable impurity and is a harmful element that adversely affects the low temperature toughness of the steel sheet. For example, it is preferable to reduce the S content as much as possible in order to obtain a sound base material and welded joint when the steel plate is welded to form a welded structure. Therefore, the S content is set to 0.003% or less. On the other hand, the lower the S content, the better, so the lower limit is not particularly limited and may be 0%, but even in that case, it is permissible to contain it as an unavoidable impurity. However, since excessive reduction causes an increase in cost, the S content is preferably 0.0001% or more.

N:0.0015〜0.0065%
Nは、鋼中で析出物を形成する元素であり、AlNを形成することによって母材の細粒化に寄与する。前記効果を得るために、N含有量を0.0015%以上とする。一方、N含有量が0.0065%を超えると、鋼板を溶接して溶接構造物とした際、母材および溶接熱影響部の靭性が低下する。そのため、N含有量は0.0065%以下とする。
N: 0.0015 to 0.0065%
N is an element that forms a precipitate in steel, and by forming AlN, it contributes to the refinement of the base metal. In order to obtain the above effect, the N content is set to 0.0015% or more. On the other hand, when the N content exceeds 0.0065%, the toughness of the base metal and the heat-affected zone of welding decreases when the steel plate is welded to form a welded structure. Therefore, the N content is set to 0.0065% or less.

本発明の一実施形態における成分組成は、上記元素と、残部がFe及び不可避的不純物からなるものとすることができる。 The component composition in one embodiment of the present invention may consist of the above elements, and the balance consisting of Fe and unavoidable impurities.

また、本発明の他の実施形態においては、上記成分組成が、任意に、Al、Mo、Cr、Cu、Nb、V、およびTiからなる群より選択される1または2以上を、以下に記す量でさらに含有することができる。 Further, in another embodiment of the present invention, one or more of the above-mentioned component compositions arbitrarily selected from the group consisting of Al, Mo, Cr, Cu, Nb, V, and Ti are described below. Can be further contained in quantity.

Al:0.01〜0.10%
Alは、脱酸剤に含まれる元素である。Al含有量が0.01%未満では脱酸剤としての効果が乏しい。そのため、Alを含有させる場合は、Al含有量を0.01%以上、好ましくは0.02%以上とする。一方、Al含有量が0.10%を超えると鋼の清浄性が損なわれる。そのため、Al含有量は0.10%以下、好ましくは0.05%以下とする。
Al: 0.01 to 0.10%
Al is an element contained in the deoxidizer. If the Al content is less than 0.01%, the effect as an antacid is poor. Therefore, when Al is contained, the Al content is 0.01% or more, preferably 0.02% or more. On the other hand, if the Al content exceeds 0.10%, the cleanliness of the steel is impaired. Therefore, the Al content is 0.10% or less, preferably 0.05% or less.

Mo:0.05〜0.50%
Moは、低温靭性を損なうことなく鋼板の強度を向上させることができる元素である。Moを添加する場合、前記効果を得るためにMo含有量を0.05%以上、好ましくは0.10%超とする。一方、Mo含有量が0.50%を超えると低温靭性が低下する。そのため、Mo含有量は0.50%以下、好ましくは0.30%以下とする。
Mo: 0.05 to 0.50%
Mo is an element that can improve the strength of a steel sheet without impairing low temperature toughness. When Mo is added, the Mo content is set to 0.05% or more, preferably more than 0.10% in order to obtain the above effect. On the other hand, when the Mo content exceeds 0.50%, the low temperature toughness decreases. Therefore, the Mo content is 0.50% or less, preferably 0.30% or less.

Cr:1.00%以下
Crは、Moと同様の効果を有する元素であるが、Cr含有量が1.00%を超えると鋼板の低温靭性が低下する。そのため、Crを添加する場合、Cr含有量を1.00%以下、好ましくは0.20%未満とする。一方、Cr含有量の下限は特に限定されないが、上記の効果を高めるという観点からは、Cr含有量を0.01%以上とすることが好ましい。
Cr: 1.00% or less Cr is an element having the same effect as Mo, but when the Cr content exceeds 1.00%, the low temperature toughness of the steel sheet decreases. Therefore, when Cr is added, the Cr content is set to 1.00% or less, preferably less than 0.20%. On the other hand, the lower limit of the Cr content is not particularly limited, but from the viewpoint of enhancing the above effect, the Cr content is preferably 0.01% or more.

Cu:0.40%以下
Cuは、焼入れ性向上により鋼板強度を高める効果を有する元素である。しかし、Cu含有量が0.40%を超えると、鋼板の低温靭性が低下することに加え、鋳造後の鋼(スラブ)表面の性状が悪化する。したがって、Cuを添加する場合、Cu含有量を0.40%以下、好ましくは0.30%以下とする。一方、Cu含有量の下限は特に限定されないが、上記の効果を高めるという観点からは、Cu含有量を0.10%以上とすることが好ましい。
Cu: 0.40% or less Cu is an element having the effect of increasing the strength of the steel sheet by improving the hardenability. However, when the Cu content exceeds 0.40%, the low temperature toughness of the steel sheet is lowered and the properties of the steel (slab) surface after casting are deteriorated. Therefore, when Cu is added, the Cu content is 0.40% or less, preferably 0.30% or less. On the other hand, the lower limit of the Cu content is not particularly limited, but from the viewpoint of enhancing the above effect, the Cu content is preferably 0.10% or more.

Nb:0.05%以下
Nbは、析出強化により鋼板強度を高める有効な元素である。しかし、Nb含有量が過剰に高くなると、鋼板の低温靭性が低下する。そのため、Nbを添加する場合、Nb含有量を0.05%以下、好ましくは0.03%以下とする。一方、Nb含有量の下限は特に限定されないが、上記の効果を高めるという観点からは、Nb含有量を0.010%以上とすることが好ましい。
Nb: 0.05% or less Nb is an effective element that enhances the strength of the steel sheet by strengthening precipitation. However, if the Nb content becomes excessively high, the low temperature toughness of the steel sheet decreases. Therefore, when Nb is added, the Nb content is set to 0.05% or less, preferably 0.03% or less. On the other hand, the lower limit of the Nb content is not particularly limited, but from the viewpoint of enhancing the above effect, the Nb content is preferably 0.010% or more.

V:0.05%以下
Vは、Nb同様、析出強化により鋼板強度を高める有効な元素である。しかし、V含有量が過剰に高くなると、鋼板の低温靭性が低下する。そのため、Vを添加する場合、V含有量を0.05%以下、好ましくは0.04%以下とする。一方、V含有量の下限は特に限定されないが、上記の効果を高めるという観点からは、V含有量を0.010%以上とすることが好ましい。
V: 0.05% or less V is an effective element for increasing the strength of the steel sheet by precipitation strengthening, like Nb. However, if the V content becomes excessively high, the low temperature toughness of the steel sheet decreases. Therefore, when V is added, the V content is set to 0.05% or less, preferably 0.04% or less. On the other hand, the lower limit of the V content is not particularly limited, but from the viewpoint of enhancing the above effect, the V content is preferably 0.010% or more.

Ti:0.03%以下
Tiは、鋼板を溶接して溶接構造物とする際、母材の機械的特性を低下させることなく溶接部の靭性を高める効果を有する元素である。したがって、任意に、Tiを0.03%以下の範囲で含有させることができる。一方、Ti含有量の下限は特に限定されないが、上記の効果を高めるという観点からは、Ti含有量を0.001%以上とすることが好ましい。
Ti: 0.03% or less Ti is an element having the effect of increasing the toughness of the welded portion without deteriorating the mechanical properties of the base metal when the steel plate is welded to form a welded structure. Therefore, Ti can be optionally contained in the range of 0.03% or less. On the other hand, the lower limit of the Ti content is not particularly limited, but from the viewpoint of enhancing the above effect, the Ti content is preferably 0.001% or more.

また、本発明の他の実施形態においては、上記成分組成が、任意に、Ca、REM、およびMgからなる群より選択される1または2以上を、以下に記す量でさらに含有することができる。 Further, in another embodiment of the present invention, the above-mentioned component composition can optionally further contain 1 or 2 or more selected from the group consisting of Ca, REM, and Mg in the amounts described below. ..

Ca:0.007%以下
Caは、鋼中の介在物の形態を制御することで鋼板の低温靭性を向上させる効果を有する元素である。しかし、Caが過剰になると鋼の清浄性を損なう。そのため、Caを添加する場合、Ca含有量を0.007%以下、好ましくは0.004%以下とする。一方、Ca含有量の下限は特に限定されないが、上記の効果を高めるという観点からは、0.0005%以上とすることが好ましい。
Ca: 0.007% or less Ca is an element having an effect of improving the low temperature toughness of the steel sheet by controlling the morphology of inclusions in the steel. However, excess Ca impairs the cleanliness of the steel. Therefore, when Ca is added, the Ca content is set to 0.007% or less, preferably 0.004% or less. On the other hand, the lower limit of the Ca content is not particularly limited, but from the viewpoint of enhancing the above effect, it is preferably 0.0005% or more.

REM:0.010%以下
REM(希土類金属)は、Ca同様、鋼中の介在物の形態を制御することで鋼板の低温靭性を向上させる効果を有する元素である。しかし、REMが過剰になると鋼の清浄性を損なう。そのため、REMを添加する場合、REM含有量を0.010%以下、好ましくは0.008%以下とする。一方、REM含有量の下限は特に限定されないが、上記の効果を高めるという観点からは、REM含有量を0.0005%以上とすることが好ましい。
REM: 0.010% or less REM (rare earth metal) is an element having an effect of improving the low temperature toughness of a steel sheet by controlling the morphology of inclusions in steel, like Ca. However, excessive REM impairs the cleanliness of the steel. Therefore, when REM is added, the REM content is 0.010% or less, preferably 0.008% or less. On the other hand, the lower limit of the REM content is not particularly limited, but from the viewpoint of enhancing the above effects, the REM content is preferably 0.0005% or more.

Mg:0.070%以下
Mgは、CaやREM同様、鋼中の介在物の形態を制御することで、鋼板の低温靭性を向上させる作用を有する元素である。しかし、Mgが過剰になると、鋼の清浄性を損なう。そのため、Mgを添加する場合、Mg含有量を0.070%以下、好ましくは0.004%以下とする。一方、Mg含有量の下限は特に限定されないが、上記の効果を高めるという観点からは、Mg含有量を0.0005%以上とすることが好ましい。
Mg: 0.070% or less Mg, like Ca and REM, is an element that has the effect of improving the low temperature toughness of steel sheets by controlling the morphology of inclusions in steel. However, excess Mg impairs the cleanliness of the steel. Therefore, when Mg is added, the Mg content is 0.070% or less, preferably 0.004% or less. On the other hand, the lower limit of the Mg content is not particularly limited, but from the viewpoint of enhancing the above effect, the Mg content is preferably 0.0005% or more.

[ミクロ組織]
本発明の極低温用高張力厚鋼板は、冷間加工性と極低温靱性を確保するために、板厚1/4位置におけるミクロ組織が、(1)マトリックスと(2)前記マトリックス中に分散した残留オーステナイトとからなる。
[Micro tissue]
In the high-strength thick steel sheet for ultra-low temperature of the present invention, in order to ensure cold workability and ultra-low temperature toughness, the microstructure at the plate thickness 1/4 position is dispersed in (1) matrix and (2) the matrix. It consists of retained austenite.

前記マトリックスは、(A)焼戻しマルテンサイト、または(B)焼戻しマルテンサイトと焼戻されたベイナイトからなる。マトリックスが前記条件を満たさない場合、700MPa以上の引張強さと所望の低温靭性の一方または両方を得ることができない。 The matrix consists of (A) tempered martensite or (B) tempered martensite and tempered bainite. If the matrix does not meet the above conditions, one or both of a tensile strength of 700 MPa or more and a desired low temperature toughness cannot be obtained.

(サブゼロ処理前の残留オーステナイト量)
本発明の極低温用高張力厚鋼板は、該極低温用高張力厚鋼板の板厚1/4位置における残留オーステナイトの体積率が、11%超、20%以下である。前記体積率が11%以下では、所望の冷間加工性を得ることできない。一方、前記体積率が20%を超えると、Ni含有量が5.5〜8.5%の条件下では所望の強度が確保できない。
(Amount of retained austenite before subzero treatment)
The cryogenic high-strength thick steel sheet of the present invention has a volume fraction of retained austenite of more than 11% and 20% or less at a plate thickness of 1/4 of the cryogenic high-tensile steel sheet. If the volume fraction is 11% or less, the desired cold workability cannot be obtained. On the other hand, if the volume fraction exceeds 20%, the desired strength cannot be secured under the condition that the Ni content is 5.5 to 8.5%.

(サブゼロ処理後の残留オーステナイト量)
さらに、本発明の極低温用高張力厚鋼板は、該極低温用高張力厚鋼板にサブゼロ処理を施した後の板厚1/4位置における残留オーステナイトの体積率が、11%超、20%以下である。ここで、前記サブゼロ処理は、鋼板を−196℃の液体窒素中に15分保持することによって行うこととする。前記体積率が11%以下では、所望の冷間加工性を得ることできない。前記サブゼロ処理後の残留オーステナイトの体積率は、12.5%以上であることが好ましい。一方、前記体積率が20%を超えると、Ni含有量が5.5〜8.5%の条件下では所望の強度が確保できない。
(Amount of retained austenite after subzero treatment)
Further, the cryogenic high-strength thick steel sheet of the present invention has a volume fraction of retained austenite of more than 11% and 20% at the position of 1/4 of the plate thickness after the cryogenic high-tensile steel sheet is subjected to subzero treatment. It is as follows. Here, the sub-zero treatment is performed by holding the steel sheet in liquid nitrogen at -196 ° C. for 15 minutes. If the volume fraction is 11% or less, the desired cold workability cannot be obtained. The volume fraction of retained austenite after the subzero treatment is preferably 12.5% or more. On the other hand, if the volume fraction exceeds 20%, the desired strength cannot be secured under the condition that the Ni content is 5.5 to 8.5%.

また、前記条件でサブゼロ処理を行った際の残留オーステナイトの減少量は、体積率で、0.5%未満であることが好ましい。ここで、前記減少量は、サブゼロ処理前の残留オーステナイトの体積率とサブゼロ処理後の残留オーステナイトの体積率の差を指すものとする。 Further, the amount of reduction of retained austenite when the subzero treatment is performed under the above conditions is preferably less than 0.5% in terms of volume fraction. Here, the amount of decrease refers to the difference between the volume fraction of retained austenite before the subzero treatment and the volume fraction of the retained austenite after the subzero treatment.

[板厚]
本発明の極低温用高張力厚鋼板の板厚は特に限定されず、任意の厚さとすることができるが、6mm以上、50mm以下とすることが好ましい。
[Plate thickness]
The thickness of the high-strength thick steel sheet for ultra-low temperature of the present invention is not particularly limited and may be any thickness, but it is preferably 6 mm or more and 50 mm or less.

[機械的特性]
(引張強さ)
本発明の極低温用高張力厚鋼板の引張強さ(TS)の下限は、特に限定されず任意の値とすることができるが、引張強さは700MPa以上とすることが好ましく、720MPa以上とすることがより好ましく、740MPa以上とすることがさらに好ましい。一方、引張強さの上限についても特に限定されず任意の値とすることができるが、引張強さは930MPa以下とすることが好ましく、900MPa以下とすることがより好ましい。なお、前記引張強さは、実施例に記載した方法で測定することができる。
[Mechanical characteristics]
(Tensile strength)
The lower limit of the tensile strength (TS) of the high-tensile thick steel sheet for ultra-low temperature of the present invention is not particularly limited and can be any value, but the tensile strength is preferably 700 MPa or more, preferably 720 MPa or more. It is more preferable that the pressure is 740 MPa or more. On the other hand, the upper limit of the tensile strength is not particularly limited and can be any value, but the tensile strength is preferably 930 MPa or less, and more preferably 900 MPa or less. The tensile strength can be measured by the method described in Examples.

(靱性)
本発明の極低温用高張力厚鋼板の靱性は、特に限定されず任意の値とすることができるが、−196℃におけるシャルピー吸収エネルギー(vE−196℃)を150J以上とすることが好ましく、180J以上とすることがより好ましく、200J以上とすることがさらに好ましく、240J以上とすることが最も好ましい。また、前記シャルピー吸収エネルギーの上限についても特に限定されないが、350J以下であってよく、280J以下であってもよい。なお、前記シャルピー吸収エネルギーは、実施例に記載した方法で測定することができる。
(Toughness)
The toughness of the high-strength thick steel sheet for ultra-low temperature of the present invention is not particularly limited and can be any value, but the Charpy absorption energy (vE -196 ° C. ) at -196 ° C. is preferably 150 J or more. It is more preferably 180 J or more, further preferably 200 J or more, and most preferably 240 J or more. Further, the upper limit of the Charpy absorption energy is not particularly limited, but may be 350 J or less, and may be 280 J or less. The Charpy absorbed energy can be measured by the method described in the examples.

(冷間加工性)
本発明の極低温用高張力厚鋼板の冷間加工性は特に限定されないが、与歪:3%、試験温度:−196℃での歪時効シャルピー試験における脆性破面率が2%以下であることが好ましく、0%であることがさらに好ましい。前記脆性破面率は、冷間加工性の指標とみなすことができる。なお、前記脆性破面率は、実施例に記載した方法で評価することができる。
(Cold workability)
The cold workability of the high-strength thick steel sheet for ultra-low temperature of the present invention is not particularly limited, but the brittle fracture surface ratio in the strain aging Charpy test at a strain of 3% and a test temperature of -196 ° C. is 2% or less. It is preferable, and it is more preferable that it is 0%. The brittle fracture surface ratio can be regarded as an index of cold workability. The brittle fracture surface ratio can be evaluated by the method described in Examples.

[製造方法]
次に、本発明の一実施形態における極低温用高張力厚鋼板の製造方法について説明する。なお、以下の説明においては、特に断らない限り、温度は板厚中央(板厚1/2位置)の温度を指すものとする。板厚中央の温度は、放射温度計で測定した鋼板表面温度から、伝熱計算により求めることができる。
[Production method]
Next, a method for manufacturing a high-strength thick steel sheet for cryogenic temperature according to an embodiment of the present invention will be described. In the following description, unless otherwise specified, the temperature refers to the temperature at the center of the plate thickness (1/2 position of the plate thickness). The temperature at the center of the plate thickness can be obtained by heat transfer calculation from the surface temperature of the steel plate measured by the radiation thermometer.

本発明の一実施形態においては、下記(1)〜(7)の工程を順次行うことにより、上述したミクロ組織を有する極低温用高張力厚鋼板を製造することができる。
(1)鋼素材の加熱
(2)熱間圧延
(3)第1の加速冷却
(4)2相域加熱
(5)第2の加速冷却
(6)空冷
(7)焼戻し処理
In one embodiment of the present invention, by sequentially performing the following steps (1) to (7), a high-strength thick steel sheet for cryogenic temperature having the above-mentioned microstructure can be produced.
(1) Heating of steel material (2) Hot rolling (3) First accelerated cooling (4) Two-phase region heating (5) Second accelerated cooling (6) Air cooling (7) Tempering

(1)鋼素材の加熱
まず、上述した成分組成を有する鋼素材を、900℃以上1200℃以下の加熱温度に加熱する。前記鋼素材の製造方法は、とくに限定されないが、例えば、上記した組成を有する溶鋼を常法により溶製し、鋳造することにより製造することができる。前記溶製は、転炉、電気炉、誘導炉等、任意の方法により行うことができる。また、前記鋳造は、生産性の観点から連続鋳造法で行うことが好ましいが、造塊−分解圧延法により行うこともできる。前記鋼素材としては、例えば、鋼スラブを用いることができる。
(1) Heating of Steel Material First, the steel material having the above-mentioned composition is heated to a heating temperature of 900 ° C. or higher and 1200 ° C. or lower. The method for producing the steel material is not particularly limited, but for example, it can be produced by melting and casting molten steel having the above composition by a conventional method. The melting can be carried out by any method such as a converter, an electric furnace, and an induction furnace. Further, the casting is preferably performed by a continuous casting method from the viewpoint of productivity, but it can also be performed by an ingot-decomposition rolling method. As the steel material, for example, a steel slab can be used.

前記加熱は、鋳造などの方法によって得た鋼素材を一旦冷却した後に行ってもよく、また、得られた鋼素材を冷却することなく直接、前記加熱に供することもできる。 The heating may be performed after the steel material obtained by a method such as casting is once cooled, or the obtained steel material may be directly subjected to the heating without being cooled.

加熱温度:900〜1200℃
前記加熱温度が900℃未満であると、鋼素材の変形抵抗が高いため、熱間圧延における圧延機への負荷が増大し、熱間圧延を行うことが困難となる。そのため、前記加熱温度は900℃以上とする。一方、前記加熱温度が1200℃より高いと、鋼の酸化が顕著となり、酸化によるロスが増大する結果、歩留まりが低下する。そのため、前記加熱温度は1200℃以下とする。
Heating temperature: 900-1200 ° C
If the heating temperature is less than 900 ° C., the deformation resistance of the steel material is high, so that the load on the rolling mill in hot rolling increases, and hot rolling becomes difficult. Therefore, the heating temperature is set to 900 ° C. or higher. On the other hand, when the heating temperature is higher than 1200 ° C., the oxidation of the steel becomes remarkable, the loss due to the oxidation increases, and the yield decreases. Therefore, the heating temperature is set to 1200 ° C. or lower.

(2)熱間圧延
上記加熱の後、加熱された鋼素材を熱間圧延して熱延鋼板とする。前記熱延鋼板の最終板厚は特に限定されないが、上述したように、6mm以上50mm以下とすることが好ましい。
(2) Hot Rolling After the above heating, the heated steel material is hot-rolled to obtain a hot-rolled steel sheet. The final thickness of the hot-rolled steel sheet is not particularly limited, but as described above, it is preferably 6 mm or more and 50 mm or less.

(3)第1の加速冷却
上記熱間圧延後、前記熱延鋼板に、平均冷却速度が1℃/s以上、冷却停止温度が300℃以下である第1の加速冷却を施す。前記第1の加速冷却によって前記熱延鋼板が焼入れされ、マルテンサイトとベイナイト組織となる。
(3) First Accelerated Cooling After the hot rolling, the hot-rolled steel sheet is subjected to a first accelerated cooling having an average cooling rate of 1 ° C./s or more and a cooling stop temperature of 300 ° C. or less. The hot-rolled steel sheet is hardened by the first accelerated cooling to form a martensite and bainite structure.

平均冷却速度:1℃/s以上
前記第1の加速冷却において、板厚1/4位置おける温度で550℃以下300℃以上の温度域における平均冷却速度が1℃/s未満であると、所望の変態組織が得られず、強度を得ることができない。そのため、前記平均冷却速度は1℃/s以上とする。一方、前記平均冷却速度の上限は特に限定されないが、前記平均冷却速度が200℃/sより高いと、鋼板内の各位置における温度制御が困難となり、板幅方向および圧延方向に材質のばらつきが出やすくなる。そしてその結果、引張特性などの材料特性のばらつきが生じる。そのため、前記平均冷却速度は200℃/s以下とすることが好ましい。
Average cooling rate: 1 ° C./s or more In the first accelerated cooling, it is desirable that the average cooling rate in the temperature range of 550 ° C. or lower and 300 ° C. or higher at the temperature at the 1/4 position of the plate thickness is less than 1 ° C./s. The metamorphic structure of is not obtained, and the strength cannot be obtained. Therefore, the average cooling rate is set to 1 ° C./s or more. On the other hand, the upper limit of the average cooling rate is not particularly limited, but if the average cooling rate is higher than 200 ° C./s, it becomes difficult to control the temperature at each position in the steel sheet, and the material varies in the plate width direction and the rolling direction. It will be easier to get out. As a result, material properties such as tensile properties vary. Therefore, the average cooling rate is preferably 200 ° C./s or less.

冷却停止温度:300℃以下
冷却停止温度は、板厚1/4位置における温度で300℃以下とする。前記冷却停止温度が300℃より高いと、焼き入れ時の変態が不十分となるため、所望の強度が得られない。
Cooling stop temperature: 300 ° C or less The cooling stop temperature is 300 ° C or less at the position where the plate thickness is 1/4. If the cooling stop temperature is higher than 300 ° C., the transformation at the time of quenching becomes insufficient, so that the desired strength cannot be obtained.

前記第1の加速冷却は、特に限定されることなく任意の方法で行うことができる。例えば、空冷および水冷の一方または両方を用いることができる。前記水冷としては、水を用いた任意の冷却方法(例えば、スプレー冷却、ミスト冷却、ラミナー冷却など)を用いることができる。 The first accelerated cooling can be performed by any method without particular limitation. For example, one or both of air cooling and water cooling can be used. As the water cooling, any cooling method using water (for example, spray cooling, mist cooling, laminar cooling, etc.) can be used.

(4)2相域加熱
次いで、冷却された前記熱延鋼板を、板厚1/4位置における温度でAc1点以上、Ac3点未満の加熱温度に加熱する(2相域加熱)。前記2相域加熱を行うことにより、熱延鋼板の組織の大部分をベイナイト、およびマルテンサイトから逆変態しC、Ni、Mnが濃化したオーステナイトの混合組織とする。
(4) Two-phase region heating Next, the cooled hot-rolled steel sheet is heated to a heating temperature of 1 point or more and less than 3 points of Ac at the temperature at the plate thickness 1/4 position (two-phase region heating). By performing the two-phase region heating, most of the structure of the hot-rolled steel sheet is reverse-transformed from bainite and martensite to obtain a mixed structure of austenite in which C, Ni and Mn are concentrated.

加熱温度:Ac1点以上、Ac3点未満
前記加熱温度がAc1点未満では、上記の逆変態オーステナイトがほとんど得られず、引き続く第2の加速冷却で所望のミクロ組織を得ることができない。そしてその結果、最終的に得られる厚鋼板において所望の強度が得られない。一方、前記加熱温度がAc3点以上では、ベイナイトおよびマルテンサイトがすべて逆変態してオーステナイトとなり、C、Ni、Mnが組織全体に平均化されてしまうため、やはり所望のミクロ組織を得ることができない。そしてその結果、所望の冷間加工性が得られない。
Heating temperature: Ac 1 point or more and less than Ac 3 points When the heating temperature is less than Ac 1 point, the above-mentioned reverse transformation austenite is hardly obtained, and a desired microstructure cannot be obtained by the subsequent second accelerated cooling. As a result, the desired strength cannot be obtained in the finally obtained thick steel sheet. On the other hand, when the heating temperature is Ac3 or higher, bainite and martensite are all reverse-transformed to austenite, and C, Ni, and Mn are averaged over the entire structure, so that a desired microstructure cannot be obtained. .. As a result, the desired cold workability cannot be obtained.

なお、Ac1点およびAc3点は下記(1)式および(2)式により求めることができる。
Ac1(℃) = 750.8 - 26.6C + 17.6Si - 11.6Mn - 22.9Cu - 23Ni + 24.1Cr + 22.5Mo- 39.7V - 5.7Ti + 232.4Nb - 169.4Al …(1)
Ac3(℃) = 937.2 - 436.5C + 56Si - 19.7Mn - 16.3Cu - 26.6Ni - 4.9Cr + 38.1Mo + 124.8V + 136.3Ti - 19.1Nb + 198.4Al …(2)
ただし、上記(1)、(2)式中の元素記号は各元素の含有量(質量%)を表し、当該元素が含有されていない場合は0とする。
The Ac1 point and the Ac3 point can be obtained by the following equations (1) and (2).
Ac1 (℃) = 750.8 --26.6C + 17.6Si --11.6Mn --22.9Cu --23Ni + 24.1Cr + 22.5Mo- 39.7V --5.7Ti + 232.4Nb --169.4Al… (1)
Ac3 (℃) = 937.2 --436.5C + 56Si --19.7Mn --16.3Cu --26.6Ni --4.9Cr + 38.1Mo + 124.8V + 136.3Ti --19.1Nb + 198.4Al… (2)
However, the element symbol in the above formulas (1) and (2) represents the content (mass%) of each element, and is set to 0 when the element is not contained.

前記2相域加熱には、加熱温度を上記の通り制御できる方法であれば、任意の加熱方法を用いることができる。加熱方法の一例としては、炉加熱が挙げられる。前記炉加熱には、特に限定されることなく、一般的な熱処理炉を用いることができる。 For the two-phase region heating, any heating method can be used as long as the heating temperature can be controlled as described above. An example of the heating method is furnace heating. A general heat treatment furnace can be used for heating the furnace without particular limitation.

なお、前記2相域加熱においては、前記加熱温度に到達した後、直ちに次の第2の加速冷却を開始してもよいが、前記加熱温度に任意の時間保持した後に次の第2の加速冷却を開始してもよい。前記加熱温度での保持を行う場合、保持時間は特に限定されないが、5分以上とすることが好ましい。 In the two-phase region heating, the next second acceleration cooling may be started immediately after reaching the heating temperature, but the next second acceleration may be started after the heating temperature is maintained for an arbitrary time. Cooling may be started. When holding at the heating temperature, the holding time is not particularly limited, but is preferably 5 minutes or more.

(5)第2の加速冷却
次いで、前記2相域加熱後の熱延鋼板に、平均冷却速度が3℃/s以上、冷却停止温度が500℃以下250℃以上である第2の加速冷却を施す。前記第2の加速冷却によって前記熱延鋼板が焼入れされ、マルテンサイトまたはマルテンサイトおよびベイナイトからなるマトリックス中に残留オーステナイトが分散した焼入組織が得られる。
(5) Second Accelerated Cooling Next, the hot-rolled steel sheet after heating in the two-phase region is subjected to a second accelerated cooling having an average cooling rate of 3 ° C./s or more and a cooling stop temperature of 500 ° C. or less and 250 ° C. or more. Give. The hot-rolled steel sheet is hardened by the second accelerated cooling to obtain a hardened structure in which retained austenite is dispersed in a matrix composed of martensite or martensite and bainite.

平均冷却速度:3℃/s以上
前記第2の加速冷却における、板厚1/4位置における温度での平均冷却速度が3℃/s未満であると、所望の焼入組織が得られず、最終的に得られる厚鋼板の強度が低下する。そのため、前記平均冷却速度は3℃/s以上とする。一方、前記平均冷却速度の上限は特に限定されないが、前記平均冷却速度が200℃/sより高いと、鋼板内の各位置における温度制御が困難となり、板幅方向および圧延方向に材質のばらつきが出やすくなる。そしてその結果、引張特性などの材料特性のばらつきが生じる。そのため、前記平均冷却速度は200℃/s以下とすることが好ましい。なお、ここで前記平均冷却速度は、第2の加速冷却工程における加速冷却開始から加速冷却停止までの間における平均冷却速度を指すものとする。
Average cooling rate: 3 ° C./s or more If the average cooling rate at the temperature at the plate thickness 1/4 position in the second accelerated cooling is less than 3 ° C./s, the desired hardened structure cannot be obtained. The strength of the finally obtained thick steel sheet is reduced. Therefore, the average cooling rate is set to 3 ° C./s or higher. On the other hand, the upper limit of the average cooling rate is not particularly limited, but if the average cooling rate is higher than 200 ° C./s, it becomes difficult to control the temperature at each position in the steel sheet, and the material varies in the plate width direction and the rolling direction. It will be easier to get out. As a result, material properties such as tensile properties vary. Therefore, the average cooling rate is preferably 200 ° C./s or less. Here, the average cooling rate refers to the average cooling rate from the start of accelerated cooling to the stop of accelerated cooling in the second accelerated cooling step.

冷却停止温度:250〜500℃
第2の加速冷却における冷却停止温度は、板厚1/4位置における温度で250℃以上500℃以下とする。250℃以上500℃以下の温度で加速冷却を停止し、次いで空冷することで、未変態のオーステナイトへCを濃化させオーステナイトを安定化することができる。加速冷却停止温度が250℃未満では、未変態のオーステナイトがマルテンサイトへ変態してしまい、所望の残留オーステナイト量が得られない。一方、加速冷却停止温度が500℃より高いと、オーステナイト相へのCの分配が不十分となり、最終的に得られる残留オーステナイト量が減少し、所望の靱性を得ることができない。
Cooling stop temperature: 250-500 ° C
The cooling stop temperature in the second accelerated cooling is 250 ° C. or higher and 500 ° C. or lower at the position where the plate thickness is 1/4. By stopping the accelerated cooling at a temperature of 250 ° C. or higher and 500 ° C. or lower, and then air-cooling, C can be concentrated in untransformed austenite and the austenite can be stabilized. If the accelerated cooling stop temperature is less than 250 ° C., untransformed austenite is transformed into martensite, and the desired amount of retained austenite cannot be obtained. On the other hand, when the accelerated cooling stop temperature is higher than 500 ° C., the distribution of C to the austenite phase becomes insufficient, the amount of retained austenite finally obtained decreases, and the desired toughness cannot be obtained.

前記第2の加速冷却は、特に限定されることなく任意の方法で行うことができる。例えば、空冷および水冷の一方または両方を用いることができる。前記水冷としては、水を用いた任意の冷却方法(例えば、スプレー冷却、ミスト冷却、ラミナー冷却など)を用いることができる。 The second accelerated cooling can be performed by any method without particular limitation. For example, one or both of air cooling and water cooling can be used. As the water cooling, any cooling method using water (for example, spray cooling, mist cooling, laminar cooling, etc.) can be used.

(6)空冷
次いで、上記第2の加速冷却後の熱延鋼板を、200℃以下まで空冷する(加速冷却後空冷)。前記空冷における冷却速度は特に限定されないが、平均冷却速度を1℃/s未満とすることが好ましい。
(6) Air cooling Next, the hot-rolled steel sheet after the second acceleration cooling is air-cooled to 200 ° C. or lower (air cooling after acceleration cooling). The cooling rate in the air cooling is not particularly limited, but the average cooling rate is preferably less than 1 ° C./s.

(7)焼戻し処理
次いで、焼戻処理を行う。前記焼戻処理により、残留オーステナイトを安定化するとともにベイナイト、マルテンサイト組織が焼戻されて靱性を向上させることができる。
(7) Tempering treatment Next, a tempering treatment is performed. By the tempering treatment, retained austenite can be stabilized and bainite and martensite structures can be tempered to improve toughness.

焼戻温度:500〜650℃
前記焼戻処理における焼戻温度は、板厚1/2位置における温度で500℃以上650℃以下とする。前記焼戻温度が500℃未満では、残留オーステナイトが十分に安定化せず、また、ベイナイト、マルテンサイト組織の焼戻しによる靭性向上も不十分である。そのため、前記焼戻温度を500℃以上とする。一方、焼戻温度が650℃を超えると、かえって残留オーステナイトの安定性が低下し、所望の低温靭性が得られない。そのため、前記焼戻し温度は650℃以下とする。
Baking temperature: 500-650 ° C
The tempering temperature in the tempering treatment is 500 ° C. or higher and 650 ° C. or lower at the position where the plate thickness is 1/2. If the tempering temperature is less than 500 ° C., the retained austenite is not sufficiently stabilized, and the toughness improvement by tempering the bainite and martensite structures is also insufficient. Therefore, the tempering temperature is set to 500 ° C. or higher. On the other hand, when the tempering temperature exceeds 650 ° C., the stability of retained austenite is rather lowered, and the desired low temperature toughness cannot be obtained. Therefore, the tempering temperature is set to 650 ° C. or lower.

本発明の他の実施形態における極低温用高張力厚鋼板の製造方法は、さらに任意に、前記熱間圧延後、前記第1の加速冷却に先だって、次の(A)および(B)の工程を行うことができる。
(A)空冷
(B)再加熱
The method for producing a high-strength thick steel sheet for ultra-low temperature in another embodiment of the present invention further optionally follows the following steps (A) and (B) after the hot rolling and prior to the first accelerated cooling. It can be performed.
(A) Air cooling (B) Reheating

(A)空冷
上記熱間圧延後の熱延鋼板を、300℃以下の空冷停止温度まで空冷する(熱延後空冷)。本実施形態では、次の再加熱処理における相変態により細粒化したオーステナイト組織を得る。そのために、この空冷工程においては、300℃以下の空冷停止温度まで冷却することにより、一旦、鋼板のミクロ組織をマルテンサイト+ベイナイト組織とする。
(A) Air cooling The hot-rolled steel sheet after hot rolling is air-cooled to an air-cooling stop temperature of 300 ° C. or lower (air-cooled after hot rolling). In the present embodiment, an austenite structure finely divided by phase transformation in the next reheat treatment is obtained. Therefore, in this air cooling step, the microstructure of the steel plate is once made into a martensite + bainite structure by cooling to an air cooling stop temperature of 300 ° C. or lower.

(B)再加熱
次に、空冷された前記熱延鋼板を、次の第1の加速冷却に先立って、Ac3点〜1000℃の再加熱温度まで再加熱する。前記再加熱により、熱延鋼板のフェライト組織がオーステナイトへ逆変態し、逆変態したオーステナイトは次の第1の加速冷却によってマルテンサイトとベイナイトに変態する。
(B) Reheating Next, the air-cooled hot-rolled steel sheet is reheated to a reheating temperature of Ac 3 points to 1000 ° C. prior to the next first accelerated cooling. By the reheating, the ferrite structure of the hot-rolled steel sheet is reverse-transformed to austenite, and the reverse-transformed austenite is transformed into martensite and bainite by the next first accelerated cooling.

再加熱温度:Ac3点〜1000℃
前記再加熱における再加熱温度はAc3点以上、1000℃以下とする。前記再加熱温度まで再加熱することにより、熱延鋼板の組織を均一で細粒化したオーステナイト組織とすることができる。前記再加熱温度がAc3点未満では、最終的に得られる厚鋼板にフェライト組織が残存し、所望の強度が得られない。また、前記再加熱温度が1000℃より高いと、操業負荷が大きくなることに加え、オーステナイトが粗大化するため、所望の靭性が得られない。
Reheating temperature: Ac 3 points to 1000 ° C
The reheating temperature in the reheating is Ac 3 points or more and 1000 ° C. or less. By reheating to the reheating temperature, the structure of the hot-rolled steel sheet can be made into a uniform and finely divided austenite structure. If the reheating temperature is less than 3 points of Ac, the ferrite structure remains on the finally obtained thick steel sheet, and the desired strength cannot be obtained. Further, if the reheating temperature is higher than 1000 ° C., the operating load becomes large and the austenite becomes coarse, so that the desired toughness cannot be obtained.

前記再加熱には、再加熱温度を上記の通り制御することできるものであれば、任意の加熱方法を用いることができる。加熱方法の一例としては、炉加熱が挙げられる。前記炉加熱には、特に限定されることなく、一般的な熱処理炉を用いることができる。 For the reheating, any heating method can be used as long as the reheating temperature can be controlled as described above. An example of the heating method is furnace heating. A general heat treatment furnace can be used for heating the furnace without particular limitation.

以下に述べる手順で極低温用高張力厚鋼板を製造し、得られた極低温用高張力厚鋼板の特性を評価した。 A high-tensile thick steel sheet for cryogenic temperature was manufactured by the procedure described below, and the characteristics of the obtained high-strength thick steel sheet for cryogenic temperature were evaluated.

まず、表1に示す成分組成を有する溶鋼を転炉で溶製し、連続鋳造法によって鋼素材としての鋼スラブ(厚さ:250mm)を製造した。なお、上述した(1)式よって求めたAc1点(℃)および(2)式によって求めたAc3点(℃)を表1に併記する。 First, molten steel having the composition shown in Table 1 was melted in a converter to produce a steel slab (thickness: 250 mm) as a steel material by a continuous casting method. Table 1 also shows the Ac1 points (° C.) obtained by the above-mentioned equation (1) and the Ac3 points (° C.) obtained by the equation (2).

次に、得られた鋼スラブを表2に示した加熱温度まで加熱し、熱間圧延して表2に示した板厚の熱延鋼板とした。次いで、前記熱延鋼板に第1の加速冷却を施した。前記第1の加速冷却における平均冷却速度および冷却停止温度は、表2に示したとおりとした。なお、一部の実施例では、前記熱間圧延後、第1の加速冷却に先立って、表2に示した条件で空冷と再加熱を実施した。 Next, the obtained steel slab was heated to the heating temperature shown in Table 2 and hot-rolled to obtain a hot-rolled steel sheet having a plate thickness shown in Table 2. Next, the hot-rolled steel sheet was subjected to the first accelerated cooling. The average cooling rate and the cooling stop temperature in the first accelerated cooling are as shown in Table 2. In some examples, after the hot rolling, air cooling and reheating were performed under the conditions shown in Table 2 prior to the first accelerated cooling.

前記第1の加速冷却後の熱延鋼板に、表2に示した加熱温度での2相域加熱を施した。前記2相域加熱の後、前記熱延鋼板に第2の加速冷却を施した。前記第2の加速冷却における平均冷却速度および冷却停止温度は、表2に示したとおりとした。前記第2の加速冷却の後、200℃以下までの空冷を行い、次いで、焼戻しを行った。前記焼戻しにおける焼戻し温度は表2に示したとおりとした。 The hot-rolled steel sheet after the first accelerated cooling was subjected to two-phase region heating at the heating temperatures shown in Table 2. After the two-phase region heating, the hot-rolled steel sheet was subjected to a second accelerated cooling. The average cooling rate and the cooling stop temperature in the second accelerated cooling are as shown in Table 2. After the second accelerated cooling, air cooling was performed to 200 ° C. or lower, and then tempering was performed. The tempering temperature in the tempering was as shown in Table 2.

なお、上記各工程における加熱には、熱処理炉を用いた。 A heat treatment furnace was used for heating in each of the above steps.

次に、得られた厚鋼板のそれぞれについて、ミクロ組織、サブゼロ処理後の残留オーステナイト量、機械的特性、および冷間加工性を評価した。前記評価は、以下に述べる方法で行った。 Next, the microstructure, the amount of retained austenite after subzero treatment, the mechanical properties, and the cold workability were evaluated for each of the obtained thick steel sheets. The evaluation was carried out by the method described below.

(ミクロ組織)
各厚鋼板から、板厚1/4位置が観察位置となるように、ミクロ組織観察用の試験片を採取した。前記試験片を、圧延方向と垂直な断面が観察面となるよう樹脂に埋め、鏡面研磨した。次いで、ナイタール腐食を実施した後、倍率400倍の走査型電子顕微鏡で観察して組織の画像を撮影した。得られた画像を解析して、ミクロ組織を同定した。
(Micro tissue)
From each thick steel plate, a test piece for microstructure observation was taken so that the plate thickness 1/4 position was the observation position. The test piece was embedded in resin so that the cross section perpendicular to the rolling direction was the observation surface, and mirror-polished. Then, after performing nital corrosion, an image of the tissue was taken by observing with a scanning electron microscope at a magnification of 400 times. The resulting images were analyzed to identify microstructures.

なお、上記のようにして得られた鋼板は、比較例No.6を除き、いずれもラス状のミクロを有しており、前記ミクロ組織は、焼戻しマルテンサイト、または焼戻しマルテンサイトおよび焼戻されたベイナイト組織の混合組織であった。また、得られた鋼板は、残留オーステナイトの体積率が0%であった比較例No.5を除き、マトリックス中に残留オーステナイトが分散した構造のミクロ組織を有していた。 The steel sheet obtained as described above was obtained from Comparative Example No. Except for 6, all had lath-like microstructures, and the microstructure was tempered martensite, or a mixed structure of tempered martensite and tempered bainite structure. In addition, the obtained steel sheet had a volume fraction of retained austenite of 0%. Except for 5, it had a microstructure with a structure in which retained austenite was dispersed in the matrix.

・残留オーステナイト体積率
前記厚鋼板の板厚1/4位置から板面に平行にX線回折用試験片を10枚採取し、うち5枚に前記試験片にサブゼロ処理を施した。サブゼロ処理は、前記試験片を−196℃の液体窒素中に15分保持することによって実施した。サブゼロ処理なしおよび前記サブゼロ処理した試験片各5枚を、板厚1/4位置が測定面となるよう、前記試験片に研削および化学研磨を施し、X線回折に供した。対称反射X線回折パターンに現れるα−Feの(200)、(211)面、γ−Feの(200)、(220)、(311)面の回折強度を求め、γ−Feの体積率を算出し、それぞれ5枚の試験片における平均値を求め、残留オーステナイトの体積率とした。
-Retained austenite volume fraction Ten X-ray diffraction test pieces were collected from the thickness 1/4 position of the thick steel sheet in parallel with the plate surface, and five of them were subjected to subzero treatment. The subzero treatment was carried out by holding the test piece in liquid nitrogen at -196 ° C. for 15 minutes. Five of each of the test pieces without sub-zero treatment and the sub-zero treatment were subjected to X-ray diffraction by grinding and chemically polishing the test pieces so that the plate thickness 1/4 position was the measurement surface. Obtain the diffraction intensities of the α-Fe (200) and (211) planes and the (200), (220) and (311) planes of γ-Fe appearing in the symmetrically reflected X-ray diffraction pattern, and determine the volume fraction of γ-Fe. The calculation was performed, and the average value of each of the five test pieces was calculated and used as the volume fraction of retained austenite.

(機械的特性)
前記厚鋼板の板厚1/2位置から、JIS4号引張試験片を採取した。前記引張試験片を用い、JIS Z 2241の規定に準拠して引張試験を実施して、厚鋼板の引張強さ(TS)を評価した。
(Mechanical characteristics)
A JIS No. 4 tensile test piece was taken from the position of 1/2 of the thickness of the thick steel plate. Using the above tensile test piece, a tensile test was carried out in accordance with the provisions of JIS Z 2241 to evaluate the tensile strength (TS) of the thick steel sheet.

また、前記厚鋼板の板厚1/4位置から、JIS Z 2202の規定に準拠してVノッチ試験片を採取した。前記Vノッチ試験片を用い、JIS Z 2242の規定に準拠してシャルピー衝撃試験を実施し、−196℃におけるシャルピー吸収エネルギー(vE−196℃)を求めた。前記シャルピー吸収エネルギーは、厚鋼板の極低温における靭性の指標と見なすことができる。Further, a V-notch test piece was taken from the position of 1/4 of the thickness of the thick steel plate in accordance with JIS Z 2202. Using the V-notch test piece, a Charpy impact test was carried out in accordance with JIS Z 2242 to determine the Charpy absorption energy (vE -196 ° C ) at -196 ° C. The Charpy absorption energy can be regarded as an index of the toughness of a thick steel sheet at an extremely low temperature.

(冷間加工性)
前記厚鋼板から、該厚鋼板の圧延方向が引張方向となるように引張試験片を採取した。次いで、前記引張試験片に3%の歪を付与した後、250℃で1時間時効処理を行った。時効処理後の引張試験片からJIS Z 2202の規定に準拠してVノッチ試験片を採取した。前記Vノッチ試験片を用い、JIS Z 2242の規定に準拠してシャルピー衝撃試験を実施し、−196℃における脆性破面率を求めた。前記脆性破面率は厚鋼板の冷間加工性の指標と見なすことができる。
(Cold workability)
A tensile test piece was taken from the thick steel plate so that the rolling direction of the thick steel plate was the tensile direction. Next, after applying a strain of 3% to the tensile test piece, it was subjected to an aging treatment at 250 ° C. for 1 hour. A V-notch test piece was collected from the tensile test piece after the aging treatment in accordance with JIS Z 2202. Using the V-notch test piece, a Charpy impact test was carried out in accordance with JIS Z 2242 to determine the brittle fracture surface ratio at -196 ° C. The brittle fracture surface ratio can be regarded as an index of cold workability of a thick steel sheet.

評価結果を表3に示す。なお、表3には、サブゼロ処理による残留オーステナイトの減少量を併記した。ここで、残留オーステナイトの減少量とは、サブゼロ処理前の残留オーステナイト体積率からサブゼロ処理後の残留オーステナイト体積率を差し引いた値である。 The evaluation results are shown in Table 3. Table 3 also shows the amount of decrease in retained austenite due to subzero treatment. Here, the amount of decrease in retained austenite is a value obtained by subtracting the volume fraction of retained austenite after the subzero treatment from the volume fraction of retained austenite before the subzero treatment.

この結果から分かるように、本発明の条件を満たす厚鋼板は、いずれも、引張強さ:700MPa以上、vE−196℃:150J以上であるとともに、脆性破面率が2%以下であり、優れた機械的特性と冷間加工性とを兼ね備えていた。前記シャルピー吸収エネルギーvE−196℃が150J以上であれば、9%Ni鋼板と同等以上の靭性を有しているということができる。一方、本発明の条件を満たさない厚鋼板は、強度、靭性、冷間加工性のうち、少なくとも1つの特性が劣っていた。As can be seen from this result, all the thick steel sheets satisfying the conditions of the present invention have a tensile strength of 700 MPa or more, vE -196 ° C : 150 J or more, and a brittle fracture surface ratio of 2% or less, which are excellent. It had both mechanical properties and cold workability. When the Charpy absorption energy vE -196 ° C. is 150 J or more, it can be said that the toughness is equal to or higher than that of the 9% Ni steel sheet. On the other hand, the thick steel sheet that does not satisfy the conditions of the present invention is inferior in at least one of the strength, toughness, and cold workability.

Claims (5)

質量%で、
C :0.02〜0.12%、
Si:0.01〜0.30%、
Mn:0.50〜2.00%、
Ni:5.5〜8.5%、
P :0.005%以下、
S :0.003%以下、および
N :0.0015〜0.0065%を含有し、
残部がFeおよび不可避的不純物からなる成分組成を有し、
板厚1/4位置におけるミクロ組織が、
(1)焼戻しマルテンサイトまたは焼戻しマルテンサイトと焼戻されたベイナイトからなるマトリックスと、
(2)前記マトリックス中に分散した残留オーステナイトと、からなり、
板厚1/4位置における残留オーステナイトの体積率が11%超、20%以下であり、かつ、
−196℃の液体窒素中に15分保持するサブゼロ処理を施した後の、板厚1/4位置における残留オーステナイトの体積率が、11%超、20%以下である、極低温用高張力厚鋼板。
By mass%
C: 0.02 to 0.12%,
Si: 0.01-0.30%,
Mn: 0.50 to 2.00%,
Ni: 5.5-8.5%,
P: 0.005% or less,
S: 0.003% or less, and N: 0.0015 to 0.0065%,
The balance has a component composition consisting of Fe and unavoidable impurities.
The microstructure at the 1/4 thickness position
(1) Tempering martensite or matrix consisting of tempered martensite and tempered bainite,
(2) Consists of retained austenite dispersed in the matrix.
The volume fraction of retained austenite at the 1/4 plate thickness position is more than 11%, 20% or less, and
High-strength thickness for ultra-low temperature, where the volume fraction of retained austenite at 1/4 of the plate thickness is more than 11% and 20% or less after subzero treatment in liquid nitrogen at -196 ° C for 15 minutes. Steel plate.
前記成分組成が、さらに、質量%で、
Al:0.01〜0.10%、
Mo:0.05〜0.50%、
Cr:1.00%以下、
Cu:0.40%以下、
Nb:0.05%以下、
V :0.05%以下、および
Ti:0.03%以下
からなる群より選択される1または2以上を含有し、
前記サブゼロ処理を施した際の残留オーステナイトの減少量が、体積率で、0.5%未満である、請求項1に記載の極低温用高張力厚鋼板。
The component composition is further increased by mass%.
Al: 0.01 to 0.10%,
Mo: 0.05 to 0.50%,
Cr: 1.00% or less,
Cu: 0.40% or less,
Nb: 0.05% or less,
Contains 1 or 2 or more selected from the group consisting of V: 0.05% or less and Ti: 0.03% or less .
The high-strength thick steel sheet for cryogenic temperature according to claim 1, wherein the amount of reduction of retained austenite when the subzero treatment is applied is less than 0.5% in volume fraction .
前記成分組成が、さらに、質量%で、
Ca:0.007%以下、
REM:0.010%以下、および
Mg:0.070%以下
からなる群より選択される1または2以上を含有する、請求項1または2に記載の極低温用高張力厚鋼板。
The component composition is further increased by mass%.
Ca: 0.007% or less,
The high-strength thick steel sheet for cryogenic temperature according to claim 1 or 2, which contains 1 or 2 or more selected from the group consisting of REM: 0.010% or less and Mg: 0.070% or less.
請求項1〜3のいずれか一項に記載の成分組成を有する鋼素材を、900℃以上1200℃以下の加熱温度に加熱し、
加熱された前記鋼素材を熱間圧延して熱延鋼板とし、
前記熱延鋼板に、板厚1/4位置おける温度で550℃以下300℃以上の温度域における平均冷却速度が1℃/s以上、冷却停止温度が板厚1/4位置における温度で300℃以下である第1の加速冷却を施し、
前記第1の加速冷却後の熱延鋼板に、板厚1/4位置における温度でAc1点以上、Ac3点未満の加熱温度に加熱する2相域加熱を施し、
前記2相域加熱後の熱延鋼板に、板厚1/4位置における温度での平均冷却速度が3℃/s以上200℃/s以下、冷却停止温度が板厚1/4位置における温度で500℃以下250℃以上である第2の加速冷却を施し、
前記第2の加速冷却後の熱延鋼板を、200℃以下まで空冷し、
前記空冷後の熱延鋼板に対して、焼戻し温度が板厚1/2位置における温度で500℃以上650℃以下である焼戻処理を施して、請求項1に記載のミクロ組織を有する極低温用高張力厚鋼板とする、極低温用高張力厚鋼板の製造方法。
A steel material having the component composition according to any one of claims 1 to 3 is heated to a heating temperature of 900 ° C. or higher and 1200 ° C. or lower.
The heated steel material is hot-rolled to form a hot-rolled steel sheet.
The hot-rolled steel sheet has an average cooling rate of 1 ° C./s or more in a temperature range of 550 ° C. or lower and 300 ° C. or higher at a temperature at a plate thickness of 1/4 position, and a cooling stop temperature of 300 ° C. at a temperature at a plate thickness of 1/4 position. Apply the following first accelerated cooling,
The hot-rolled steel sheet after the first accelerated cooling is subjected to two-phase region heating that heats the hot-rolled steel sheet to a heating temperature of 1 point or more and less than 3 points of Ac at the temperature at the plate thickness 1/4 position.
On the hot-rolled steel sheet after heating in the two-phase region, the average cooling rate at the temperature at the plate thickness 1/4 position is 3 ° C / s or more and 200 ° C / s or less , and the cooling stop temperature is the temperature at the plate thickness 1/4 position. A second accelerated cooling of 500 ° C or lower and 250 ° C or higher is applied.
The hot-rolled steel sheet after the second accelerated cooling is air-cooled to 200 ° C. or lower.
The hot-rolled steel sheet after air cooling is subjected to a tempering treatment in which the tempering temperature is 500 ° C. or higher and 650 ° C. or lower at a temperature of 1/2 of the plate thickness, and the extremely low temperature having the microstructure according to claim 1 is obtained. A method for manufacturing a high-strength thick steel sheet for ultra-low temperature, which is a high-strength thick steel sheet for ultra-low temperature.
さらに、前記熱間圧延後、前記第1の加速冷却に先だって、
前記熱延鋼板を300℃以下の空冷停止温度まで空冷し、
空冷された前記熱延鋼板を、Ac3点以上1000℃以下の再加熱温度まで再加熱する、請求項4に記載の極低温用高張力厚鋼板の製造方法。
Further, after the hot rolling and prior to the first accelerated cooling,
The hot-rolled steel sheet is air-cooled to an air-cooling stop temperature of 300 ° C. or lower.
The method for producing a high-strength thick steel sheet for ultra-low temperature according to claim 4, wherein the air-cooled hot-rolled steel sheet is reheated to a reheating temperature of 3 points or more and 1000 ° C. or less.
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