JP6926774B2 - Steel plate and steel plate manufacturing method - Google Patents
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Description
本発明は、鋼板および鋼板の製造方法に関する。 The present invention relates to a steel sheet and a method for manufacturing a steel sheet.
鋼板の用途として、例えば、船舶、高層建築物、その他の建築物、橋梁、海洋構造物、LNG貯蔵タンク、その他の大型タンク、ラインパイプ等が挙げられる。近年、建築構造物の高層化、及びコンテナ船の積載重量増大のため、溶接構造物の大型化が進められている。これに伴い、鋼板の板厚の厚肉化および高強度化が求められている。また、溶接部についても、より一層の安全性および信頼性の確保が必要とされ、溶接熱影響部(以下、「HAZ」と称する場合がある。)の靱性(以下、「溶接熱影響部の靱性」を「HAZ靱性」と称する場合がある。)の向上が要求されている。さらに、万が一、脆性き裂が溶接継手箇所に発生した場合でも、脆性き裂を母材で停止させる性能(以下、「アレスト性」と称する場合がある。)が鋼板には求められる。 Applications of steel sheets include, for example, ships, high-rise buildings, other buildings, bridges, marine structures, LNG storage tanks, other large tanks, line pipes, and the like. In recent years, the size of welded structures has been increasing in order to increase the height of building structures and the load weight of container ships. Along with this, it is required to increase the thickness and strength of the steel sheet. Further, it is necessary to ensure the safety and reliability of the welded portion as well, and the toughness of the weld heat-affected zone (hereinafter, may be referred to as “HAZ”) (hereinafter, “weld heat-affected zone”). "Toughness" may be referred to as "HAZ toughness"). Further, even if a brittle crack is generated at a welded joint, the steel sheet is required to have the ability to stop the brittle crack at the base metal (hereinafter, may be referred to as "arrestability").
従来、高張力鋼板のHAZ靱性に対して、オーステナイト(γ)の結晶粒径、変態組織、HAZの硬さ、粗大硬質相等が大きな影響を及ぼすことが知られており、種々の対策が提案されている。このうち、HAZ靱性の向上には、HAZ組織の微細化が最も有効であり、介在物を活用する方法が数多く提案されている。 Conventionally, it has been known that the crystal grain size of austenite (γ), the transformed structure, the hardness of HAZ, the coarse hard phase, etc. have a great influence on the HAZ toughness of a high-strength steel plate, and various measures have been proposed. ing. Of these, miniaturization of the HAZ structure is the most effective for improving HAZ toughness, and many methods utilizing inclusions have been proposed.
介在物を活用したHAZ組織の微細化には、例えば、結晶粒の成長を抑制するピン止め効果と、新たにフェライトを生成させる粒内変態とがある。粒内変態は、溶接時の熱影響によって粗大化したオーステナイト粒内に、介在物を核としてフェライトを生成させて組織を微細化する方法である。これまでに、TiNなどの窒化物、MnSなどの硫化物に加えて、高温でも化学的に安定な酸化物などをフェライト生成核として利用する技術が提案されている(例えば、特許文献1〜4参照)。 The miniaturization of the HAZ structure utilizing inclusions includes, for example, a pinning effect that suppresses the growth of crystal grains and an intragranular transformation that newly produces ferrite. Intragranular transformation is a method in which ferrite is generated in austenite grains, which have been coarsened by the heat effect during welding, with inclusions as nuclei to refine the structure. So far, in addition to nitrides such as TiN and sulfides such as MnS, techniques for utilizing oxides that are chemically stable even at high temperatures as ferrite nucleation nuclei have been proposed (for example, Patent Documents 1 to 4). reference).
特許文献1に開示されている技術は、実質的にAlを含有しない鋼板に、粒内変態の核(以下、「IGF核」と称する場合がある。)となるTiとZrとの複合酸化物を微細分散させることによって、溶接熱影響部の組織を微細化する方法を提案するものである。特許文献1に開示される方法では、IGF核として有効に働くTiとZrとの複合酸化物を生成させるために、TiとZrとを同時に添加し、かつTi、ZrおよびO量のバランスを最適化している。 The technique disclosed in Patent Document 1 is a composite oxide of Ti and Zr, which is a nucleus of intragranular transformation (hereinafter, may be referred to as “IGF nucleus”), on a steel sheet containing substantially no Al. We propose a method of making the structure of the weld heat-affected zone finer by finely dispersing. In the method disclosed in Patent Document 1, Ti and Zr are added at the same time and the balance of Ti, Zr and O amounts is optimized in order to generate a composite oxide of Ti and Zr that effectively acts as an IGF nucleus. It has become.
特許文献2に開示されている技術は、実質的にAlを含有しない鋼板に、REM、ZrおよびTiを添加することで、REMとZrを含有する介在物によってHAZ靱性を向上させる方法を提案するものである。 The technique disclosed in Patent Document 2 proposes a method for improving HAZ toughness by inclusions containing REM and Zr by adding REM, Zr and Ti to a steel sheet containing substantially no Al. It is a thing.
特許文献3に開示されている技術は、実質的にAlを含有しない鋼板に、Tiを主成分とする酸化物とTiN、MnS及びBNの複合析出物を分散させる方法を提案するものである。これは、Ti酸化物による粒内変態に加え、Bによって粒界からのフェライトの生成を抑制し、HAZ靱性を向上させるものである。 The technique disclosed in Patent Document 3 proposes a method of dispersing an oxide containing Ti as a main component and a composite precipitate of TiN, MnS and BN in a steel sheet containing substantially no Al. In this method, in addition to the intragranular transformation due to Ti oxide, B suppresses the formation of ferrite from the grain boundaries and improves HAZ toughness.
特許文献4に開示されている技術は、TiNによるピン止め効果とBNによる粒内変態とによってHAZを微細化し、Bによる焼入れ性の向上を利用してHAZの軟化を抑制し、靱性を向上させる方法を提案するものである。 The technique disclosed in Patent Document 4 refines HAZ by pinning effect by TiN and intragranular transformation by BN, suppresses softening of HAZ by utilizing the improvement of hardenability by B, and improves toughness. It proposes a method.
上記の特許文献1〜4に開示される技術について、本発明者らが検討したところ、次のような知見を得た。
特許文献1に開示される技術を検討した結果、TiとZrとの複合酸化物を生成させるために、TiとZrとを同時に添加し、かつTi量、Zr量およびO量のバランスを最適化しただけでは、HAZ靱性をさらに向上させることは不十分であることが分かった。
When the present inventors examined the techniques disclosed in the above-mentioned Patent Documents 1 to 4, the following findings were obtained.
As a result of examining the technique disclosed in Patent Document 1, in order to generate a composite oxide of Ti and Zr, Ti and Zr are added at the same time, and the balance between the amount of Ti, the amount of Zr and the amount of O is optimized. It was found that it was not enough to further improve the HAZ toughness.
特許文献2に開示される技術を検討した結果、REMはAlとZrよりも強脱酸であり、ZrおよびTiの酸化物生成を阻害することが分かった。 As a result of examining the technique disclosed in Patent Document 2, it was found that REM is more strongly deoxidizing than Al and Zr and inhibits oxide formation of Zr and Ti.
特許文献3に開示される技術を検討した結果、Alを含有しない溶鋼中にTiを添加するだけでは、鋼板のTi酸化物の個数を確保することは困難であることが分かった。 As a result of examining the technique disclosed in Patent Document 3, it was found that it is difficult to secure the number of Ti oxides in the steel sheet only by adding Ti to the molten steel containing no Al.
特許文献1〜3に開示される技術は、実質的にAlを含有しない。これを実現するためには、製造工程中のいずれの工程においても、Alの混入を抑制する必要がある。また、Alの混入を抑制するために、Alを用いずに脱酸処理を行うと、還流時間を長時間確保する必要があり、製造時間が長くなるため、製造効率が低下する。 The techniques disclosed in Patent Documents 1 to 3 are substantially Al-free. In order to realize this, it is necessary to suppress the mixing of Al in any of the steps in the manufacturing process. Further, if the deoxidizing treatment is performed without using Al in order to suppress the mixing of Al, it is necessary to secure a long reflux time and the production time becomes long, so that the production efficiency decreases.
さらに、特許文献4に開示される技術を検討した結果、大入熱溶接では、溶接金属に隣接した部位が高温に長時間晒されるため、ピン止め効果を利用したTiNが固溶消失してしまい、HAZ靱性の劣化が抑制されないことが分かった。 Further, as a result of examining the technique disclosed in Patent Document 4, in the large heat-affected zone, the portion adjacent to the weld metal is exposed to a high temperature for a long time, so that TiN utilizing the pinning effect disappears as a solid solution. , It was found that the deterioration of HAZ toughness was not suppressed.
ところで、溶接構造物の建造費全体に占める溶接施工費用は大きく、この費用を削減するためには高能率の溶接を行うことが求められる。具体的には、溶接を大入熱で行い、溶接パス数を減らすことが有効である。しかし、大入熱の溶接を行った場合、鋼板のHAZの組織が粗大化し、靱性の劣化が避けられない。 By the way, the welding construction cost accounts for a large amount of the total construction cost of the welded structure, and in order to reduce this cost, it is required to perform high-efficiency welding. Specifically, it is effective to perform welding with a large amount of heat and reduce the number of welding passes. However, when welding with large heat input is performed, the HAZ structure of the steel sheet becomes coarse and deterioration of toughness is unavoidable.
従来、HAZ靱性の改善のために、鋼板の介在物などの分散粒子が利用されている。しかし、溶接の効率を高めるために、入熱40kJ/mmを超える大入熱溶接を行った際に、鋼板のHAZ靱性を安定して向上させることは困難であった。この原因として、例えば、酸化物等の介在物が溶鋼中で凝集し易く、鋼板に均一に分散し難いこと、及び、大入熱溶接時に高温で長時間晒されることにより介在物が変質し、粒内変態の核として作用し易いように制御することが難しいこと、などが考えられる。 Conventionally, dispersed particles such as inclusions in steel sheets have been used to improve HAZ toughness. However, in order to improve the efficiency of welding, it has been difficult to stably improve the HAZ toughness of the steel sheet when a large heat input welding exceeding 40 kJ / mm is performed. The causes of this are, for example, that inclusions such as oxides are easily aggregated in the molten steel and are difficult to be uniformly dispersed in the steel sheet, and that the inclusions are deteriorated by being exposed to a high temperature for a long time during high heat input welding. It is considered that it is difficult to control so that it easily acts as a nucleus of intragranular transformation.
上記のように、大入熱溶接時において、HAZ靱性を向上させる技術は確立されていなかったのが実情である。
本発明は、このような実情に鑑みてなされたものであり、大入熱溶接を行った際のHAZにおいて優れた靱性を有し、かつ、HAZと溶接金属部以外の部分である母材において優れた機械的特性を有する鋼板の提供を課題とするものである。
As described above, the actual situation is that a technique for improving HAZ toughness has not been established at the time of high heat input welding.
The present invention has been made in view of such circumstances, and has excellent toughness in HAZ when high heat input welding is performed, and in a base material which is a portion other than HAZ and the weld metal part. An object of the present invention is to provide a steel sheet having excellent mechanical properties.
本発明は、Alを含有する鋼板において、HAZの組織を微細化することができる粒内フェライト生成核として、粒内変態核となる酸化物及び固溶Bに着目して鋭意検討を行った結果、上記課題を解決しうることを見出し、本発明を完成させた。 The present invention is a result of diligent studies focusing on oxides and solid solution B, which are intragranular transformation nuclei, as intragranular ferrite-forming nuclei capable of miniaturizing the structure of HAZ in an Al-containing steel sheet. , The present invention has been completed by finding that the above problems can be solved.
本発明の要旨は、以下のとおりである。 The gist of the present invention is as follows.
(1)
質量%で、
C :0.01%〜0.20%、
Si:0.02%〜0.50%、
Mn:0.30%〜2.50%、
Ti:0.003%〜0.024%、
B :0.0005%〜0.0050%、
N :0.0010%〜0.0090%、
O :0.0005%〜0.0050%、
Zr:0.0005%〜0.0100%、
Sol.Zr:0%〜0.0020%、
Cu:0.1%〜1.5%、
Ni:0.1%〜3.0%、
Al:0.0001%〜0.0050%、
Insol.Al:0.0001%〜0.0030%、
P :0.050%以下、
S :0.0080%以下、
Nb:0%〜0.035%、
Cr:0%〜1.0%、
Mo:0%〜1.00%、
V :0%〜0.10%、
Mg:0%〜0.0005%、
Ca+REM:0%〜0.0005%、並びに、
残部:Fe及び不純物からなる化学組成を有し、
下記式(1)で表されるBFが、0.0003%〜0.0030%であり、
下記式(2)で表されるBasBNが、0.0010%以下であり
下記式(3)で表される炭素当量Ceq.が、0.35%〜0.50%であり、
下記式(4)で表されるアレスト性指標AIが、65以下であり、
圧延方向に垂直な断面の板厚方向の1/4位置、及び鋼板表面から板厚方向の5mmの位置での、電子線後方散乱回折法(EBSD)を用いた結晶方位解析において、両領域の有効結晶粒径が30μm以下であり、
板厚方向の1/4位置のミクロ組織が面積率にして、フェライト分率が20%〜70%、ベイナイト分率が30%〜75%、パーライト分率が0%〜5%、およびMA分率が0%〜1%であって、フェライト分率、ベイナイト分率、パーライト分率、およびMA分率の合計が100%であり、
平均組成として、酸化物中のO量、Ti量、Zr量、およびAl量の測定値から求められる、Ti、ZrおよびAlの元素による単独酸化物と仮定したときの前記Ti、前記Zr、および前記Alの各元素の酸化物の質量換算値の合計に対する、Al酸化物の質量換算値の含有割合が5%〜50%、および前記各元素の酸化物の質量換算値の合計に対する、Zr酸化物とTi酸化物の質量換算値の含有割合の合計が50%〜95%を満足し、円相当径が0.5μm〜10μmの個数密度が10個/mm2以上である第一の酸化物を含有し、
前記第一の酸化物は、前記Al酸化物の質量換算値の含有割合が20%以下、前記Zr酸化物とTi酸化物の質量換算値の含有割合の合計が80%以上を満足し、地鉄と接する長さの割合が5%以上である第二の酸化物を有し、前記第一の酸化物に対する前記第二の酸化物の個数割合が30%以上である鋼板。
(1)
By mass%
C: 0.01% to 0.20%,
Si: 0.02% to 0.50%,
Mn: 0.30% to 2.50%,
Ti: 0.003% to 0.024%,
B: 0.0005% to 0.0050%,
N: 0.0010% to 0.0090%,
O: 0.0005% to 0.0050%,
Zr: 0.0005% to 0.0100%,
Sol. Zr: 0% to 0.0020%,
Cu: 0.1% to 1.5%,
Ni: 0.1% to 3.0%,
Al: 0.0001% to 0.0050%,
Insol. Al: 0.0001% to 0.0030% ,
P: 0.050% or less,
S: 0.0080% or less,
Nb: 0% to 0.035%,
Cr: 0% to 1.0%,
Mo: 0% to 1.00%,
V: 0% to 0.10%,
Mg: 0% to 0.0005%,
Ca + REM: 0% to 0.0005%, and
Remaining: Has a chemical composition consisting of Fe and impurities,
BF represented by the following formula (1) is 0.0003% to 0.0030%.
The BasBN represented by the following formula (2) is 0.0010% or less, and the carbon equivalent Ceq. Represented by the following formula (3). However, it is 0.35% to 0.50%.
The arrestability index AI represented by the following formula (4) is 65 or less.
In the crystal orientation analysis using electron backscatter diffraction (EBSD) at the 1/4 position in the plate thickness direction of the cross section perpendicular to the rolling direction and the position 5 mm in the plate thickness direction from the steel plate surface, both regions were found. The effective crystal grain size is 30 μm or less,
The microstructure at the 1/4 position in the plate thickness direction is the area ratio, the ferrite fraction is 20% to 70%, the bainite fraction is 30% to 75% , the pearlite fraction is 0% to 5% , and the MA fraction. The rate is 0% to 1% , and the sum of the ferrite fraction, the bainite fraction, the pearlite fraction, and the MA fraction is 100% .
As an average composition, the Ti, the Zr, and the said Ti, the said Zr, and the said Ti, the said Zr, and the said Ti The content ratio of the mass-converted value of Al oxide to the total mass-converted value of the oxide of each element of Al is 5% to 50%, and the Zr oxidation with respect to the total of the mass-converted value of the oxide of each element of Al. The first oxide in which the total content ratio of the substance and the Ti oxide in terms of mass satisfies 50% to 95%, the equivalent circle diameter is 0.5 μm to 10 μm, and the number density is 10 pieces / mm 2 or more. Contains,
The first oxide satisfies the content ratio of the mass conversion value of the Al oxide is 20% or less, and the total content ratio of the mass conversion value of the Zr oxide and the Ti oxide is 80% or more. A steel plate having a second oxide having a length in contact with iron of 5% or more, and having a number ratio of the second oxide to the first oxide of 30% or more.
(ただし、式(1)中、BasBNは式(2)で表わされる。また、Bは、鋼板に含まれる前記B元素の含有量(質量%)であり0≦BF≦Bの関係を満たす。) (However, in the formula (1), BasBN is represented by the formula (2). B is the content (mass%) of the element B contained in the steel sheet, and has a relationship of 0 ≦ BF ≦ B. Fulfill.)
(ただし、式(2)中、0≦BasBN≦Bの関係を満たし、N、Ti、およびOは、鋼板に含まれる前記N、Ti、およびOの各元素の含有量(質量%)であり、Insol.Zrは、酸不溶性Zrの含有量(質量%)であることを表し、Insol.Alは、酸不溶性Alの含有量(質量%)であることを表す。) (However, in the formula (2), the relationship of 0 ≦ B asBN ≦ B is satisfied, and N, Ti, and O are the contents (mass%) of each element of N, Ti, and O contained in the steel plate. Insol.Zr represents the content of acid-insoluble Zr (% by mass), and Insol.Al represents the content of acid-insoluble Al (% by mass).
Ceq.=C+Mn/6+(Cu+Ni)/15+(Cr+Mo+V)/5・・・(3)
(ただし、式(3)中のC、Mn、Cu、Ni、Cr、MoおよびVは、鋼板に含まれる各元素の含有量(質量%)を表す。)
Ceq. = C + Mn / 6 + (Cu + Ni) / 15+ (Cr + Mo + V) / 5 ... (3)
(However, C, Mn, Cu, Ni, Cr, Mo and V in the formula (3) represent the content (mass%) of each element contained in the steel sheet.)
AI=0.69×Deff(表)−5.15×fα(表)/100
+4.55×Deff(t/4)−82.1×fα(t/4)/100
−0.92×ΔHv・・・(4)
(ただし、式(4)中、Deff(表)は圧延方向に垂直な断面の鋼板表面から板厚方向の5mmの位置の有効結晶粒径[μm]であり、fα(表)は前記鋼板表面から板厚方向の5mmの位置のフェライト分率[%]であり、Deff(t/4)は圧延方向に垂直な断面の鋼板表面から板厚方向の1/4の位置の有効結晶粒径[μm]であり、fα(t/4)は前記鋼板表面から板厚方向の1/4の位置の領域のフェライト分率[%]であり、ΔHvは式(5)で表される。)
ΔHv=a×t/2+b・・・(5)
(ただし、式(5)中、a,bは、鋼板の板厚方向の硬さ分布を下記式(6)で近似した時の係数a,bであり、tは板厚[mm]である。)
y=a×x2+b×x+c・・・(6)
(ただし、式(6)中、yは圧延方向に垂直な断面のビッカース硬さであり、xは板厚方向の所定の位置[mm]である。xの最小値は鋼板表面から板厚方向の1mmの位置であり、xの最大値は板厚方向の1/2の位置から鋼板表面に向かって5mmの位置であり、cは係数である。)
AI = 0.69 x Deff (table) -5.15 x fα (table) / 100
+4.55 x Deff (t / 4) -82.1 x fα (t / 4) / 100
−0.92 × ΔHv ・ ・ ・ (4)
(However, in the formula (4), Deff (table) is the effective crystal grain size [μm] at a position 5 mm in the plate thickness direction from the surface of the steel plate having a cross section perpendicular to the rolling direction, and fα (table) is the surface of the steel plate. The ferrite fraction [%] at a position of 5 mm in the plate thickness direction, and Def (t / 4) is the effective crystal grain size [%] at a position 1/4 of the steel plate surface in the cross section perpendicular to the rolling direction. μm], fα (t / 4) is the ferrite fraction [%] in the region at a position 1/4 in the plate thickness direction from the surface of the steel sheet, and ΔHv is represented by the formula (5).)
ΔHv = a × t / 2 + b ... (5)
(However, in the formula (5), a and b are coefficients a and b when the hardness distribution of the steel plate in the plate thickness direction is approximated by the following formula (6), and t is the plate thickness [mm]. .)
y = a × x 2 + b × x + c ... (6)
(However, in equation (6), y is the Vickers hardness of the cross section perpendicular to the rolling direction, and x is a predetermined position [mm] in the plate thickness direction. The minimum value of x is the plate thickness direction from the steel plate surface. The maximum value of x is the position of 5 mm from the position of 1/2 in the plate thickness direction toward the surface of the steel sheet, and c is a coefficient.)
(2)
板厚が55mm以上であり、溶接熱影響部および溶接金属部以外の部分である、母材の降伏応力が460MPa以上であり、脆性延性遷移温度が−40℃以下であり、かつ−10℃のアレスト靱性値Kcaが6000N/mm1.5以上である(1)に記載の鋼板。
(2)
The plate thickness is 55 mm or more, the yield stress of the base metal, which is a part other than the weld heat affected zone and the weld metal part, is 460 MPa or more, the brittle ductility transition temperature is -40 ° C or less, and the brittle ductility transition temperature is -10 ° C. The steel sheet according to (1), wherein the arrest toughness value Kca is 6000 N / mm 1.5 or more.
(3)
板厚が55mm〜80mmであり、入熱40kJ/mm〜60kJ/mmで大入熱溶接を行ったときに発生する溶接熱影響部に試験温度−10℃で行う、亀裂開口変位試験で、開口変位値の最小値が0.15mm以上である(1)又は(2)に記載の鋼板。
(3)
Thickness is 55Mm~80mm, carried out at a test temperature -10 ° C. in the heat affected zone generated when performing the high-heat-input welding heat input 40kJ / mm~60kJ / mm, at the crack opening displacement test, opening The steel sheet according to (1) or (2), wherein the minimum displacement value is 0.15 mm or more.
(4)
(1)〜(3)のいずれか1項に記載の鋼板を製造する方法であって、
二次精錬前にAl添加による予備脱酸を行い、その後、減圧雰囲気の二次精錬において、溶存酸素量を質量%で、0.0005%〜0.0050%に調整した溶鋼へ、Ti添加後Zrの順に添加、Zr添加後Tiの順に添加、または、TiとZrとを同時に添加、のいずれか一つの添加順序で、TiとZrとを添加した後、Ti及びZr添加後の溶鋼を鋳造して、鋳片を得る鋳造工程と、
前記鋳造工程後の鋼片を、1000℃〜1150℃の温度域で加熱する加熱工程と、
前記加熱工程後の鋼片を、650℃〜850℃の温度域で圧延を開始し、累積圧下率が50%以上、仕上圧延完了から1sec後の温度が圧延開始温度−80℃〜圧延開始温度+80℃となる圧延を実施する圧延工程と、
前記圧延工程後の鋼板を、650℃〜850℃の温度域であるときに水冷を開始し、鋼板表面から5mm位置および1/4位置の冷却速度を3℃/sec〜30℃/secかつ、表面温度が500℃以下の温度域で水冷を停止する冷却工程と、
を有する鋼板の製造方法。
(4)
The method for manufacturing a steel sheet according to any one of (1) to (3).
Pre-deoxidation by adding Al is performed before the secondary refining, and then in the secondary refining in a reduced pressure atmosphere, after adding Ti to the molten steel in which the amount of dissolved oxygen is adjusted to 0.0005% to 0.0050% by mass%. Add Ti and Zr in the order of Zr, add Ti in the order of Zr, or add Ti and Zr at the same time. After adding Ti and Zr, cast molten steel after adding Ti and Zr. And the casting process to obtain the slab,
A heating step of heating the steel pieces after the casting step in a temperature range of 1000 ° C. to 1150 ° C.
Rolling of the steel pieces after the heating step is started in a temperature range of 650 ° C. to 850 ° C., the cumulative rolling reduction ratio is 50% or more, and the temperature 1 sec after the completion of finish rolling is the rolling start temperature -80 ° C to the rolling start temperature. A rolling process that carries out rolling at + 80 ° C and
Water cooling of the steel sheet after the rolling step was started when the temperature range was 650 ° C. to 850 ° C., and the cooling rates at 5 mm and 1/4 positions from the surface of the steel sheet were 3 ° C./sec to 30 ° C./sec. A cooling process that stops water cooling in a temperature range where the surface temperature is 500 ° C or less,
A method for manufacturing a steel sheet having.
(5)
(1)〜(3)のいずれか1項に記載の鋼板を製造する方法であって、
二次精錬前にAl添加による予備脱酸を行い、その後、減圧雰囲気の二次精錬において、溶存酸素量を質量%で、0.0005%〜0.0050%に調整した溶鋼へ、Tiを添加し、Ti添加後の溶鋼中の溶存酸素量を質量%で、0.0005%〜0.0050%に調整した後、Zrを添加し、Ti及びZr添加後の溶鋼を鋳造して、鋳片を得る鋳造工程と、
前記鋳造工程後の鋼片を、1000℃〜1150℃の温度域で加熱する加熱工程と、
前記加熱工程後の鋼片を、650℃〜850℃の温度域で圧延を開始し、累積圧下率が50%以上、仕上圧延完了から1sec後の温度が圧延開始温度−80℃〜圧延開始温度+80℃となる圧延を実施する圧延工程と、
前記圧延工程後の鋼板を、650℃〜850℃の温度域であるときに水冷を開始し、鋼板表面から5mm位置および1/4位置の冷却速度を3℃/sec〜30℃/secかつ、表面温度が500℃以下の温度域で水冷を停止する冷却工程と、
を有する鋼板の製造方法。
(5)
The method for manufacturing a steel sheet according to any one of (1) to (3).
Pre-deoxidation by adding Al is performed before the secondary refining, and then Ti is added to the molten steel whose dissolved oxygen content is adjusted to 0.0005% to 0.0050% by mass% in the secondary refining in a reduced pressure atmosphere. Then, after adjusting the amount of dissolved oxygen in the molten steel after the addition of Ti to 0.0005% to 0.0050% by mass%, Zr is added, and the molten steel after the addition of Ti and Zr is cast and slabs are formed. And the casting process to get
A heating step of heating the steel pieces after the casting step in a temperature range of 1000 ° C. to 1150 ° C.
Rolling of the steel pieces after the heating step is started in a temperature range of 650 ° C. to 850 ° C., the cumulative rolling reduction ratio is 50% or more, and the temperature 1 sec after the completion of finish rolling is the rolling start temperature -80 ° C to the rolling start temperature. A rolling process that carries out rolling at + 80 ° C and
Water cooling of the steel sheet after the rolling step was started when the temperature range was 650 ° C. to 850 ° C., and the cooling rates at 5 mm and 1/4 positions from the surface of the steel sheet were 3 ° C./sec to 30 ° C./sec. A cooling process that stops water cooling in a temperature range where the surface temperature is 500 ° C or less,
A method for manufacturing a steel sheet having.
(6)
(1)〜(3)のいずれか1項に記載の鋼板を製造する方法であって、
二次精錬前にAl添加による予備脱酸を行い、その後、減圧雰囲気の二次精錬において、溶存酸素量を質量%で、0.0005%〜0.0050%に調整した溶鋼へ、Zrを添加し、Zr添加後の溶鋼中の溶存酸素量を質量%で、0.0005%〜0.0050%に調整した後、Tiを添加し、Ti及びZr添加後の溶鋼を鋳造して、鋳片を得る鋳造工程と、
前記鋳造工程後の鋼片を、1000℃〜1150℃の温度域で加熱する加熱工程と、
前記加熱工程後の鋼片を、650℃〜850℃の温度域で圧延を開始し、累積圧下率が50%以上、仕上圧延完了から1sec後の温度が圧延開始温度−80℃〜圧延開始温度+80℃となる圧延を実施する圧延工程と、
前記圧延工程後の鋼板を、650℃〜850℃の温度域であるときに水冷を開始し、鋼板表面から5mm位置および1/4位置の冷却速度を3℃/sec〜30℃/secかつ、表面温度が500℃以下の温度域で水冷を停止する冷却工程と、
を有する鋼板の製造方法。
(6)
The method for manufacturing a steel sheet according to any one of (1) to (3).
Preliminary deoxidation by adding Al is performed before the secondary refining, and then Zr is added to the molten steel whose dissolved oxygen content is adjusted to 0.0005% to 0.0050% by mass% in the secondary refining in a reduced pressure atmosphere. Then, after adjusting the amount of dissolved oxygen in the molten steel after adding Zr to 0.0005% to 0.0050% by mass%, Ti is added, and the molten steel after adding Ti and Zr is cast into slabs. And the casting process to get
A heating step of heating the steel pieces after the casting step in a temperature range of 1000 ° C. to 1150 ° C.
Rolling of the steel pieces after the heating step is started in a temperature range of 650 ° C. to 850 ° C., the cumulative rolling reduction ratio is 50% or more, and the temperature 1 sec after the completion of finish rolling is the rolling start temperature -80 ° C to the rolling start temperature. A rolling process that carries out rolling at + 80 ° C and
Water cooling of the steel sheet after the rolling step was started when the temperature range was 650 ° C. to 850 ° C., and the cooling rates at 5 mm and 1/4 positions from the surface of the steel sheet were 3 ° C./sec to 30 ° C./sec. A cooling process that stops water cooling in a temperature range where the surface temperature is 500 ° C or less,
A method for manufacturing a steel sheet having.
(7)
さらに、前記冷却工程後の鋼板を、300℃〜600℃の温度に再加熱する熱処理工程を有する(4)〜(6)のいずれか1項に記載の鋼板の製造方法。
(7)
The method for producing a steel sheet according to any one of (4) to (6), further comprising a heat treatment step of reheating the steel sheet after the cooling step to a temperature of 300 ° C. to 600 ° C.
本実施形態によれば、大入熱溶接を行った際のHAZにおいて優れた靱性を有し、かつ、HAZと溶接金属部以外の部分である母材において優れた機械的特性を有する鋼板を提供できる。 According to the present embodiment, there is provided a steel sheet having excellent toughness in HAZ when subjected to large heat-affected zone and having excellent mechanical properties in a base material other than HAZ and the weld metal part. can.
以下、本発明の好ましい実施形態の一例について詳細に説明する。
なお、本明細書中において、「〜」を用いて表される数値範囲は、「〜」の前後に記載される数値を下限値及び上限値として含む範囲を意味する。
Hereinafter, an example of a preferred embodiment of the present invention will be described in detail.
In the present specification, the numerical range represented by using "~" means a range including the numerical values before and after "~" as the lower limit value and the upper limit value.
従来、Ti酸化物およびB窒化物が溶接金属およびHAZに分散した場合、粒内フェライトが生成し、その組織が微細化されることが知られている。また、従来、鋼板の旧オーステナイト粒界に偏析する固溶Bは、溶接時に粗大な粒界フェライトの生成を抑制し、HAZ靱性を改善することは知られている。
しかし、Zrは一般的に鋼板に添加される元素ではなく、Zrが添加された鋼板として、過去に行われた研究は非常に限られたものであった。これまでに、Zrを含有する酸化物(特にZrとTiとを含有する酸化物)を鋼板に分散させた場合、固溶BがHAZ靱性向上に及ぼす効果について検討されたことはない。
Conventionally, it is known that when Ti oxide and B nitride are dispersed in a weld metal and HAZ, intragranular ferrite is generated and the structure is refined. Further, conventionally, it is known that the solid solution B segregating at the old austenite grain boundaries of a steel sheet suppresses the formation of coarse grain boundary ferrites at the time of welding and improves the HAZ toughness.
However, Zr is not an element generally added to a steel sheet, and research conducted in the past as a steel sheet to which Zr is added has been very limited. So far, the effect of solid solution B on improving HAZ toughness when an oxide containing Zr (particularly an oxide containing Zr and Ti) is dispersed in a steel sheet has not been investigated.
本発明者らは、Alを添加した鋼板において、Zrを添加した鋼板を実際に製造し、HAZの組織を微細化することができる粒内フェライト生成核となる酸化物、固溶B、及びB窒化物に着目して鋭意検討を行った。具体的には、二次精錬前にAl添加による予備脱酸を行い、減圧雰囲気の二次精錬でZrおよびTiを添加した溶鋼を鋳造し、得られた鋼片を圧延することによって、上記の点について検討を行った。その結果、主として下記の(A)酸化物の組成と個数密度、(B)固溶Zr、(C)固溶B、(D)脱酸方法、(E)Al、及び(F)ミクロ組織について、新知見を得た。
以下、これらの新知見について説明する。
In the steel sheet to which Al has been added, the present inventors have actually produced a steel sheet to which Zr has been added, and oxides, solid solution B, and B which are nuclei for forming intragranular ferrite capable of refining the structure of HAZ. We focused on nitrides and conducted a diligent study. Specifically, pre-deoxidation by adding Al is performed before the secondary refining, molten steel to which Zr and Ti are added is cast by the secondary refining in a reduced pressure atmosphere, and the obtained steel pieces are rolled to obtain the above-mentioned steel pieces. We examined the points. As a result, mainly about the following composition and number density of (A) oxide, (B) solid solution Zr, (C) solid solution B, (D) deoxidation method, (E) Al, and (F) microstructure. , New findings were obtained.
Hereinafter, these new findings will be described.
(A):酸化物の組成と個数密度
本発明者らは、粒内フェライトの核となる酸化物について、個々の酸化物毎に詳細に調査し、HAZ靱性の向上に及ぼす効果について調査検討を行った。
その結果、鋼板が、Ti酸化物、Zr酸化物、及びAl酸化物の質量換算値の合計に対して特定範囲であり、特定の円相当径(円形と仮定したときの円の直径に相当するもの)を有する第一の酸化物を含有し、第一の酸化物のうち、地鉄と接する長さが特定の割合以上である特定組成の第二の酸化物を有することで、HAZ靱性を改善することが明らかとなった。
(A): Oxide composition and number density The present inventors investigated in detail the oxide that is the core of the intragranular ferrite for each oxide, and investigated the effect on the improvement of HAZ toughness. went.
As a result, the steel plate has a specific range with respect to the total mass conversion value of Ti oxide, Zr oxide, and Al oxide, and corresponds to a specific circle-equivalent diameter (corresponding to the diameter of a circle assuming a circle). HAZ toughness is achieved by having a first oxide having a specific composition, and having a second oxide having a specific composition in which the length in contact with the ground iron is at least a specific ratio among the first oxides. It became clear that it would improve.
具体的には、鋼板が、平均組成として、Ti酸化物、Zr酸化物、及びAl酸化物の質量換算値の合計に対して、Al酸化物の含有割合が5%〜50%、及びTi酸化物とZr酸化物との含有割合の合計が50%〜95%の範囲を満足する酸化物であり、円相当径が0.5μm〜10μmである酸化物の個数密度が10個/mm2以上である第一の酸化物を含有する。
また、第一の酸化物は、前記Al酸化物の質量換算値の含有割合が20%以下、前記Zr酸化物とTi酸化物の質量換算値の含有割合の合計が80%以上を満足し、地鉄と接する長さの割合が5%以上である第二の酸化物を有する。そして、第一の酸化物に対する第二の酸化物の個数割合が30%以上である。
鋼板に含む酸化物がこの条件を満足するとき、組織の微細化を通じてHAZ靱性を改善することが判明した。
なお、本明細書中において、第二の酸化物と地鉄とが接する長さは、第二の酸化物の周の長さ(周囲長)に対する、第二の酸化物と地鉄とが接する長さ[(第二の酸化物と地鉄とが接する長さ/第二の酸化物の周の長さ(周囲長))]の百分率で表される。
Specifically, the steel plate has an average composition of 5% to 50% of Al oxide and Ti oxidation with respect to the total mass conversion value of Ti oxide, Zr oxide, and Al oxide. The total content ratio of the substance and the Zr oxide is an oxide satisfying the range of 50% to 95%, and the number density of oxides having a circle equivalent diameter of 0.5 μm to 10 μm is 10 pieces / mm 2 or more. Contains the first oxide that is.
Further, the first oxide satisfies the content ratio of the mass conversion value of the Al oxide is 20% or less, and the total content ratio of the mass conversion value of the Zr oxide and the Ti oxide is 80% or more. It has a second oxide having a length of 5% or more in contact with the base metal. The number ratio of the second oxide to the first oxide is 30% or more.
It has been found that when the oxide contained in the steel sheet satisfies this condition, the HAZ toughness is improved through the miniaturization of the structure.
In the present specification, the length of contact between the second oxide and the base iron is such that the second oxide and the base iron are in contact with each other with respect to the peripheral length (peripheral length) of the second oxide. It is expressed as a percentage of the length [(the length of contact between the second oxide and the ground iron / the circumference of the second oxide (peripheral length))].
第一の酸化物の平均組成は、HAZ靱性のさらなる向上の点で、Ti酸化物、Zr酸化物、及びAl酸化物の質量換算値の合計に対して、Al酸化物の含有割合が5%〜40%であることが好ましく、5%〜30%であることが好ましく、5%〜20%であることがさらに好ましい。また、Zr酸化物とTi酸化物の質量換算値の含有割合の合計が60%〜95%であることが好ましく、70%〜95%であることが好ましく、80%〜95%であることがさらに好ましい。 The average composition of the first oxide has a content ratio of Al oxide of 5% with respect to the total mass conversion value of Ti oxide, Zr oxide, and Al oxide in terms of further improvement of HAZ toughness. It is preferably ~ 40%, preferably 5% to 30%, and even more preferably 5% to 20%. Further, the total content ratio of the Zr oxide and the Ti oxide in terms of mass is preferably 60% to 95%, preferably 70% to 95%, and preferably 80% to 95%. More preferred.
また、第一の酸化物の円相当径が0.5μmより小さいと、粒内フェライトの生成核(IGF核)としての機能が低下し、10μmより大きいと、粗大な酸化物自体が破壊の起点として作用する可能性が高まる。そして、円相当径が0.5μm〜10μmである前記の組成を有する酸化物の個数密度が、10個/mm2以上(好ましくは20個/mm2以上、より好ましくは30個/mm2以上、さらに好ましくは50個/mm2以上、最も好ましくは60個/mm2以上)の場合には、Zrを含まない鋼板と比較して、HAZ組織の微細化によりHAZ靱性を改善することが明らかとなった。なお、第一の酸化物の個数密度の上限は特に限定されるものではないが、例えば、200個/mm2以下が挙げられる。 Further, when the equivalent circle diameter of the first oxide is smaller than 0.5 μm, the function of the intragranular ferrite as a nucleation nucleation (IGF nuclei) deteriorates, and when it is larger than 10 μm, the coarse oxide itself is the starting point of fracture. Is more likely to act as. The number density of oxides having the above composition having a circle equivalent diameter of 0.5 μm to 10 μm is 10 pieces / mm 2 or more (preferably 20 pieces / mm 2 or more, more preferably 30 pieces / mm 2 or more). , More preferably 50 pieces / mm 2 or more, most preferably 60 pieces / mm 2 or more), it is clear that the HAZ toughness is improved by miniaturizing the HAZ structure as compared with the steel plate containing no Zr. It became. The upper limit of the number density of the first oxide is not particularly limited, and examples thereof include 200 pieces / mm 2 or less.
第二の酸化物は、HAZ靱性のさらなる向上の点で、上記組成を満足し、地鉄と接する長さの割合が5%以上となる酸化物の個数割合が、30%以上であることが好ましく、50%以上であることがより好ましい。
なお、個数割合は、第一の酸化物のうち、分析対象とした第一の酸化物の個数に対する第二の酸化物の個数[(第二の酸化物の個数/分析対象とした第一の酸化物の個数)]の百分率で表される。
The second oxide has a composition of 30% or more, which satisfies the above composition and has a length ratio of 5% or more in contact with the base iron, in terms of further improving the HAZ toughness. It is preferably 50% or more, and more preferably 50% or more.
The number ratio is the number of the second oxides to the number of the first oxides to be analyzed among the first oxides [(the number of the second oxides / the first oxide to be analyzed). The number of oxides)] is expressed as a percentage.
ここで、Al酸化物の質量換算値の含有割合が20%を超え、Zr酸化物とTi酸化物との質量換算値の含有割合の合計が80%未満である酸化物が、地鉄と接する長さの割合として5%以上である場合、粒内フェライトの生成核とならなかった。なお、Zr酸化物とTi酸化物との質量換算値の含有割合の合計には、TiとZrとの複合酸化物も含まれる。 Here, the oxide in which the content ratio of the mass-converted value of Al oxide exceeds 20% and the total content ratio of the mass-converted value of Zr oxide and Ti oxide is less than 80% comes into contact with the base iron. When the length ratio was 5% or more, it did not become a formation nucleus of intragranular ferrite. The total content ratio of the Zr oxide and the Ti oxide in terms of mass includes the composite oxide of Ti and Zr.
本実施形態に係る鋼板に含まれるAl、Ti、及びZrのいずれか(TiとZrとは両方を含有する場合も含む)を含有する酸化物(第一の酸化物、第一の酸化物が有する第二の酸化物)の円相当径、個数密度、及び組成、並びに第二の酸化物の地鉄と接する長さの割合、及び個数割合は、走査型電子顕微鏡(SEM)を用いた解析により決定する。 An oxide containing any one of Al, Ti, and Zr (including the case where both Ti and Zr are contained) contained in the steel plate according to the present embodiment (the first oxide and the first oxide are The equivalent circle diameter, number density, and composition of the second oxide), and the ratio of the length of the second oxide in contact with the base iron, and the number ratio are analyzed using a scanning electron microscope (SEM). Determined by.
具体的には、まず、鋼板の幅中央、板厚方向のt/4の位置で、板厚方向12mm×板幅方向12mm×圧延方向70mmの熱サイクル試験片を採取する。そして、試験片を1400℃で25秒間加熱保持した後、冷速1℃/secの条件で冷却した鋼板の圧延方向と垂直な方向の断面を、SEM/EDX(走査型電子顕微鏡/エネルギー分散型X線分光法)解析で観察し、観察視野内に認められる介在物を定量分析して測定する。SEM/EDX解析は、例えば、加速電圧15kV、電流を89μA〜91μAとし、観察面積にして25mm2(5mm×5mm)以上(好ましくは、観察面積にして100mm2(10mm×10mm))とする。一例として、図1に、SEMによる写真を示す。11は地鉄、12は介在物を表す。図1に示す写真のように、地鉄11(背景)に対して色調の明暗差(コントラスト)により粒状に見える介在物12について、これらの介在物毎に介在物の全体の平均組成を定量分析する。
Specifically, first, a thermodynamic cycle test piece having a thickness direction of 12 mm, a plate width direction of 12 mm, and a rolling direction of 70 mm is collected at the center of the width of the steel plate and at a position of t / 4 in the plate thickness direction. Then, after the test piece was heated and held at 1400 ° C. for 25 seconds, the cross section of the steel plate cooled at a cooling speed of 1 ° C./sec in the direction perpendicular to the rolling direction was obtained by SEM / EDX (scanning electron microscope / energy dispersive type). Observe by X-ray spectroscopy) analysis, and quantitatively analyze and measure inclusions found in the observation field. In the SEM / EDX analysis, for example, the acceleration voltage is 15 kV, the current is 89 μA to 91 μA, and the observation area is 25 mm 2 (5 mm × 5 mm) or more (preferably, the observation area is 100 mm 2 (10 mm × 10 mm)). As an example, FIG. 1 shows a photograph by SEM. 11 represents a base iron and 12 represents an inclusion. As shown in the photograph shown in FIG. 1, for
分析対象とする介在物の大きさは、円相当径(直径)で0.5μm〜10μmとして、分析個数は少なくとも500個以上を分析する。 The size of the inclusions to be analyzed is 0.5 μm to 10 μm in the equivalent circle diameter (diameter), and at least 500 or more are analyzed.
分析対象元素は、O、Ti、Zr、及びAlとし、既知の物質を用いて各元素のX線強度と元素濃度の関係をあらかじめ検量線として求めておく。そして、分析対象とする介在物から得られたX線強度と前記検量線から分析対象とする介在物に含まれる元素濃度を定量する。介在物のうち、酸化物と判断するものは、酸素のピークが明瞭に認められるものとし、その下限は測定条件、測定装置に依存する。
例えば、SEM/EDX解析を、加速電圧15kV、電流を89μA〜91μAで測定した場合について述べる。O含有量、Ti含有量、Zr含有量、及びAl含有量の質量%の合計を求めて、その合計に対して、O含有量が1.0質量%以上である場合、この介在物を酸化物とする。そして、この酸化物について、下記式(5)〜下記式(7)を用いて、各元素の質量%から、これらの元素による単独酸化物と仮定したときの各元素の酸化物の質量換算値を算出する。
Ti2O3=Ti×3.003・・・(5)
ZrO2=Zr×1.351・・・(6)
Al2O3=Al×3.779・・・(7)
The elements to be analyzed are O, Ti, Zr, and Al, and the relationship between the X-ray intensity and the element concentration of each element is obtained in advance as a calibration curve using a known substance. Then, the X-ray intensity obtained from the inclusions to be analyzed and the element concentration contained in the inclusions to be analyzed are quantified from the calibration curve. Of the inclusions, those judged to be oxides shall have a clearly recognized peak of oxygen, and the lower limit thereof depends on the measurement conditions and the measuring device.
For example, a case where SEM / EDX analysis is measured at an acceleration voltage of 15 kV and a current of 89 μA to 91 μA will be described. The sum of the mass% of the O content, the Ti content, the Zr content, and the Al content is obtained, and when the O content is 1.0% by mass or more with respect to the total, this inclusion is oxidized. Make it a thing. Then, for this oxide, using the following formulas (5) to (7), from the mass% of each element, the mass conversion value of the oxide of each element assuming that it is a single oxide of these elements. Is calculated.
Ti 2 O 3 = Ti × 3.003 ... (5)
ZrO 2 = Zr × 1.351 ... (6)
Al 2 O 3 = Al × 3.779 ... (7)
ただし、式(5)〜式(7)中、Ti、Zr、及びAlは、SEM/EDX解析により測定された各元素の含有量(質量%)である。なお、これらのSEM/EDX解析により測定された各元素の含有量を合計すると、100質量%となる。
式(5)〜式(7)から求めたTi2O3、ZrO2、及びAl2O3の質量換算値の合計を求め、その合計に対する各元素の酸化物の割合を、酸化物に含まれる各元素の酸化物の含有割合(%)とする。
However, in the formulas (5) to (7), Ti, Zr, and Al are the contents (mass%) of each element measured by SEM / EDX analysis. The total content of each element measured by these SEM / EDX analyzes is 100% by mass.
The total mass conversion values of Ti 2 O 3 , ZrO 2 , and Al 2 O 3 obtained from the formulas (5) to (7) are obtained, and the ratio of the oxide of each element to the total is included in the oxide. The content ratio (%) of oxides of each element.
Ti2O3、ZrO2、及びAl2O3の含有割合は、下記式(8)〜下記式(10)で表わされる。
Ti2O3の含有割合(%)=Ti2O3/(Ti2O3+ZrO2+Al2O3)・・・(8)
ZrO2の含有割合(%)=ZrO2/(Ti2O3+ZrO2+Al2O3)・・・(9)
Al2O3の含有割合(%)=Al2O3/(Ti2O3+ZrO2+Al2O3)・・・(10)
The content ratios of Ti 2 O 3 , ZrO 2 , and Al 2 O 3 are represented by the following formulas (8) to (10).
Ti 2 O 3 content ratio (%) = Ti 2 O 3 / (Ti 2 O 3 + ZrO 2 + Al 2 O 3 ) ... (8)
ZrO 2 content ratio (%) = ZrO 2 / (Ti 2 O 3 + ZrO 2 + Al 2 O 3 ) ... (9)
Al 2 O 3 content ratio (%) = Al 2 O 3 / (Ti 2 O 3 + ZrO 2 + Al 2 O 3 ) ... (10)
次に、個数密度を測定した、Al酸化物の質量換算値の含有割合が5%〜50%、かつZr酸化物とTi酸化物の質量換算値の含有割合の合計が50%〜95%を満足する酸化物のうち、Al酸化物の質量換算値の含有割合が20%以下であり、かつ、Zr酸化物とTi酸化物との質量換算値の含有割合の合計が80%以上となる酸化物を観察し、この酸化物の周囲長に対する地鉄と接する長さの割合と個数割合とを測定する。この酸化物の分析個数は、上記の個数密度を測定した酸化物のうちの少なくとも20個とする。そして、O含有量、Ti含有量、Zr含有量、及びAl含有量の質量%の合計を求めて、上記の式(5)〜式(10)を用いて、Al酸化物、Zr酸化物およびTi酸化物量を求める。なお、鏡面研磨ままでは、介在物表面を観察するのが困難な場合、電解研磨、選択的定電位などの電解エッチング等の試料調整を行ってもよい。 Next, the number density was measured, and the content ratio of the mass-converted value of Al oxide was 5% to 50%, and the total content ratio of the mass-converted value of Zr oxide and Ti oxide was 50% to 95%. Oxide in which the content ratio of the mass-converted value of Al oxide is 20% or less and the total content ratio of the mass-converted value of Zr oxide and Ti oxide is 80% or more among the satisfied oxides. Observe the object and measure the ratio of the length in contact with the ground iron and the number ratio to the peripheral length of this oxide. The number of this oxide analyzed is at least 20 of the oxides whose number density has been measured. Then, the sum of the O content, the Ti content, the Zr content, and the mass% of the Al content is obtained, and the above formulas (5) to (10) are used to obtain the Al oxide, the Zr oxide, and the Al oxide, the Zr oxide, and the Al oxide. Obtain the amount of Ti oxide. If it is difficult to observe the surface of inclusions with mirror polishing, sample adjustment such as electrolytic polishing or electrolytic etching such as selective constant potential may be performed.
(B):固溶Zr(Sol.Zr)
HAZ組織の微細化に寄与するZrを含有する酸化物の条件としては、酸化物中にZr酸化物とTi酸化物との合計が一定量以上含有する必要がある。一方、酸化物を形成せず鋼板に残存するZr(固溶Zr(固溶Zrを「Sol.Zr」と表記される)は、HAZのみならず鋼板自体の靱性を著しく劣化させるため、鋼板におけるSol.Zrを低減する必要がある。Sol.Zrが少ないほど靱性は改善する傾向にあり、HAZ靱性に優れる鋼板を得るためには、Sol.Zrは0.0020質量%以下に制限することが重要である。より一層のHAZ靱性の改善のためには0.0010質量%以下(より好ましくは0.0005質量%以下)に制限することが好ましい。ここで、Sol.Zrは酸可溶性Zrであって、電解抽出残渣分析法などで測定可能な、鋼板に固溶しているZrに相当する。なお、酸不溶性Zrは、Insol.Zr(式(2)中のInsol.Zr)であり、鋼板中のZr量は、酸可溶性Zrと酸不溶性Zrの合計量である。
(B): Solid solution Zr (Sol.Zr)
As a condition of the oxide containing Zr that contributes to the miniaturization of the HAZ structure, it is necessary that the total amount of the Zr oxide and the Ti oxide is contained in the oxide in a certain amount or more. On the other hand, Zr that does not form an oxide and remains on the steel sheet (solid solution Zr (solid solution Zr is referred to as “Sol.Zr”) significantly deteriorates the toughness of not only HAZ but also the steel sheet itself, and therefore in the steel sheet. It is necessary to reduce Sol.Zr. The smaller the Sol.Zr, the better the toughness tends to be. In order to obtain a steel sheet having excellent HAZ toughness, Sol.Zr may be limited to 0.0020% by mass or less. It is important. For further improvement of HAZ toughness, it is preferable to limit it to 0.0010% by mass or less (more preferably 0.0005% by mass or less). Here, Sol.Zr is acid-soluble Zr. It corresponds to Zr dissolved in a steel sheet, which can be measured by an electrolytic extraction residue analysis method or the like. The acid-insoluble Zr is Insol.Zr (Insol.Zr in the formula (2)). The amount of Zr in the steel sheet is the total amount of acid-soluble Zr and acid-insoluble Zr.
(C):固溶B(BF)
鋼板の旧オーステナイト粒界に偏析する固溶Bは、溶接時に粗大な粒界フェライトの生成を抑制し、HAZ靱性を改善する。Zr酸化物とTi酸化物との合計が一定量以上である酸化物を含有させた鋼板では、Zrが含有せずTiを含有する酸化物を分散させた鋼板よりも固溶Bが増加することを見出した。Zr酸化物とTi酸化物との合計が一定量以上である酸化物を含有させた鋼板における固溶Bの質量%(BF)は、鋼板に含まれるBの含有量からB窒化物となるBの質量%を引くことで求められる。すなわち、BFは下記式(1)で表される。この値が0.0003%以上(好ましくは0.0005%以上、より好ましくは0.0010%以上)のとき、固溶BによるHAZ靱性改善効果が得られる。BFが過剰になると、HAZ靱性が劣化する懸念がある。そのため、BFの上限は0.0030%以下とする。好ましくは0.0025%以下、より好ましくは0.0020%以下である。
(C): Solid solution B ( BF )
The solid solution B segregating at the old austenite grain boundaries of the steel sheet suppresses the formation of coarse grain boundary ferrite during welding and improves the HAZ toughness. In a steel sheet containing an oxide in which the total amount of Zr oxide and Ti oxide is a certain amount or more, the amount of solid solution B increases as compared with a steel sheet in which an oxide containing Ti but not containing Zr is dispersed. I found. The mass% (BF ) of the solid-dissolved B in the steel sheet containing an oxide in which the total amount of the Zr oxide and the Ti oxide is equal to or more than a certain amount becomes B nitride from the content of B contained in the steel sheet. It is obtained by subtracting the mass% of B. That is, BF is represented by the following equation (1). When this value is 0.0003% or more (preferably 0.0005% or more, more preferably 0.0010% or more), the effect of improving HAZ toughness by the solid solution B can be obtained. If BF becomes excessive, there is a concern that HAZ toughness deteriorates. Therefore, the upper limit of BF is set to 0.0030% or less. It is preferably 0.0025% or less, more preferably 0.0020% or less.
ただし、式(1)中のBは鋼板に含まれるBの含有量(質量%)であり、BasBNはB窒化物となるBの質量%である。また、BFは、0≦BF≦Bの関係を満たす。
さらに、BF<0になる場合は、BF=0とし、BF>Bになる場合はBF=Bとする。つまり、BasBNの値が負の値となる場合には、BF=Bとし、BasBNの値がBよりも大きくなる場合には、BF=0とする。なお、本実施形態に係る鋼板では、BasBNは0.0010%以下である。
However, B in the formula (1) is the content (mass%) of B contained in the steel sheet, and B asBN is the mass% of B that becomes the B nitride. Further, BF satisfies the relationship of 0 ≦ BF ≦ B.
Further, when BF <0, BF = 0, and when BF > B, BF = B. That is, when the value of B asBN is a negative value, BF = B, and when the value of B asBN is larger than B, BF = 0. In the steel sheet according to this embodiment, BasBN is 0.0010% or less.
鋼板ではB以外にもTiが窒化物形成元素として作用する。ただし、Tiは酸化物も形成する。したがって、BasBNを求めるためには、酸化物、窒化物を含めた介在物の生成を考慮して求める必要がある。 In the steel sheet, Ti acts as a nitride forming element in addition to B. However, Ti also forms oxides. Therefore, in order to obtain BasBN , it is necessary to consider the formation of inclusions including oxides and nitrides.
本実施形態に係る鋼板はAlを含有する。ただし、Alは、鋼板において強脱酸元素として作用するため、多量に鋼板に含有すると、ZrおよびTiの酸化物生成を阻害しやすくなる。このため、Alの含有量は所定の範囲内とすることがよい。 The steel sheet according to this embodiment contains Al. However, since Al acts as a strong deoxidizing element in the steel sheet, if it is contained in the steel sheet in a large amount, it tends to inhibit the oxide formation of Zr and Ti. Therefore, the Al content is preferably within a predetermined range.
鋼板にAlが含有することも考慮すると、酸化物と窒化物の生成工程は以下であると考えられる。酸化物は、脱酸力が強い元素から形成されるので、まず、溶鋼中において、Alよりも脱酸力が強いZrが優先的に酸化され、Zr酸化物が形成される。次に、余った酸素とAlが結合してAl酸化物が形成され、さらに余った酸素がTiと結合してTi酸化物が形成されると考えられる。そして、酸化物を生成せずに余ったTiが窒素と結合してTi窒化物を形成し、更に余った窒素がBと結合してB窒化物を生成すると考えられる。 Considering that Al is contained in the steel sheet, it is considered that the steps for producing oxides and nitrides are as follows. Since the oxide is formed from an element having a strong deoxidizing power, first, in molten steel, Zr having a stronger deoxidizing power than Al is preferentially oxidized to form a Zr oxide. Next, it is considered that the surplus oxygen and Al are combined to form an Al oxide, and the surplus oxygen is further combined with Ti to form a Ti oxide. Then, it is considered that the surplus Ti without forming an oxide is combined with nitrogen to form a Ti nitride, and the surplus nitrogen is further combined with B to form a B nitride.
ZrはZrO2、AlはAl2O3、TiはTi2O3及びTiN、BはBNを形成すると考えられる。このため、B窒化物となるBの質量%(BasBN)は、これらの原子量又は分子量を基に、下記式(2)を用いて求められる。 It is considered that Zr forms ZrO 2 , Al forms Al 2 O 3 , Ti forms Ti 2 O 3 and TiN, and B forms BN. Therefore, the mass% (BasBN ) of B to be the B nitride can be obtained by using the following formula (2) based on these atomic weights or molecular weights.
ただし、式(2)中のN、Ti、およびOは、鋼板に含まれるN、Ti、およびOの各元素の含有量(質量%)である。Insol.Zrは、酸不溶性Zrの含有量(質量%)である。Insol.Alは、酸不溶性Alの含有量(質量%)である。BasBNは、式(1)中のBと0≦BasBN≦Bの関係を満たす。
また、BasBN<0になる場合は、BasBN=0とし、BF>Bになる場合はBasBN=Bとする。つまり、BasBNの値が負の値となる場合には、BasBN=0とし、BasBNの値が式(1)中のBよりも大きくなる場合には、BasBN=Bとする。
なお、Sol.Zrは、酸可溶性Zrであって、電解抽出残渣分析法などで測定する鋼板に固溶しているZr含有量(質量%)である。Insol.Zrは、酸不溶性Zrの含有量(質量%)であり、Zr含有量からSol.Zr含有量を引いたものである。また、0≦Insol.Zr≦Zrを満たす。
However, N, Ti, and O in the formula (2) are the contents (mass%) of each element of N, Ti, and O contained in the steel sheet. Insol. Zr is the content (% by mass) of acid-insoluble Zr. Insol. Al is the content (% by mass) of acid-insoluble Al. B asBN satisfies the relationship of 0 ≦ B asBN ≦ B with B in the formula (1).
If B asBN <0, then B asBN = 0, and if B F > B, then B asBN = B. That is, when the value of B asBN is a negative value, B asBN = 0, and when the value of B asBN is larger than B in the equation (1), B asBN = B.
In addition, Sol. Zr is an acid-soluble Zr, which is the Zr content (% by mass) dissolved in the steel sheet measured by an electrolytic extraction residue analysis method or the like. Insol. Zr is the content (% by mass) of acid-insoluble Zr, and from the Zr content, Sol. It is obtained by subtracting the Zr content. In addition, 0 ≦ Insol. Satisfy Zr ≦ Zr.
(D):脱酸方法
酸化物粒子は溶鋼を脱酸する際に生成する。これを一次酸化物と称する。さらに、鋳造、及び凝固中に溶鋼温度の低下と共にAl酸化物、Ti酸化物、Zr酸化物、およびTiとZrとを含有する酸化物を生成する。これを二次酸化物と称する。本実施形態では、一次酸化物と二次酸化物のどちらを用いてもかまわない。ただし、鋳造、及び凝固中に溶鋼温度の低下と共に生成する酸化物の方が、溶鋼温度が高温時に生成する一次酸化物よりも微細な粒子が得られるので、二次酸化物を用いることが好ましい。
(D): Deoxidizing method Oxide particles are generated when deoxidizing molten steel. This is called a primary oxide. Further, during casting and solidification, as the temperature of the molten steel decreases, Al oxide, Ti oxide, Zr oxide, and an oxide containing Ti and Zr are produced. This is called a secondary oxide. In this embodiment, either a primary oxide or a secondary oxide may be used. However, it is preferable to use a secondary oxide because finer particles can be obtained from the oxide generated as the molten steel temperature decreases during casting and solidification than the primary oxide generated when the molten steel temperature is high. ..
さらに、このような鋳片の製造条件を詳細に検討した。
鋳片の製造過程:転炉→取鍋→二次精錬→連続鋳造の過程において、鋳片に残留する酸化物系介在物は、特に、二次精錬前に、Al添加による予備脱酸を行い、ついで、二次精錬における脱酸開始前の溶鋼中の溶存酸素量を質量%で、0.0005%〜0.0050%(好ましい上限は0.0040%以下、より好ましくは0.0030%以下)に制御し、かつ脱酸元素であるTiとZrとを添加することで、酸化物の平均粒径が顕著に微細化し、酸化物の個数が増大することを知見した。
Furthermore, the production conditions of such slabs were examined in detail.
Shard manufacturing process: In the process of converter → pan → secondary refining → continuous casting, oxide-based inclusions remaining in the slab are pre-deoxidized by adding Al, especially before secondary refining. Then, the amount of dissolved oxygen in the molten steel before the start of deoxidation in the secondary refining is 0.0005% to 0.0050% in mass% (preferable upper limit is 0.0040% or less, more preferably 0.0030% or less). ), And by adding the deoxidizing elements Ti and Zr, it was found that the average particle size of the oxides became remarkably finer and the number of oxides increased.
脱酸元素であるTiとZrとの添加順序は、Ti、Zrの順、Zr、Tiの順、又はTi、Zrの同時添加のいずれでもよい。TiとZrとを、Ti、Zrの順で、別々に添加する場合、溶鋼中の溶存酸素量を質量%で、0.0005%〜0.0050%(好ましい上限は0.0040%以下、より好ましくは0.0030%以下)に制御した後、Tiを添加し、該溶鋼中の溶存酸素量を質量%で、0.0005%〜0.0050%(好ましい上限は0.0040%以下、より好ましくは0.0030%以下、さらに好ましくは0.0020%以下)にした後、Zrを添加することが好ましい。Zr、Tiの順で添加する場合も、TiとZrを別々に添加する場合と同様の溶存酸素量に制御することが好ましい。 The order of addition of the deoxidizing elements Ti and Zr may be any of the order of Ti and Zr, the order of Zr and Ti, or the simultaneous addition of Ti and Zr. When Ti and Zr are added separately in the order of Ti and Zr, the amount of dissolved oxygen in the molten steel is 0.0005% to 0.0050% in mass% (preferably the upper limit is 0.0040% or less, more). After controlling to 0.0030% or less, Ti is added, and the amount of dissolved oxygen in the molten steel is 0.0005% to 0.0050% in mass% (preferably the upper limit is 0.0040% or less, more). It is preferable to add Zr after making the content preferably 0.0030% or less, more preferably 0.0020% or less). When Zr and Ti are added in this order, it is preferable to control the amount of dissolved oxygen in the same manner as when Ti and Zr are added separately.
この工程により、最終的に鋼板中に残留する酸化物の粒子は、平均組成として、Al酸化物の質量換算値の含有割合が5%〜50%、およびZr酸化物とTi酸化物の質量換算値の含有割合の合計が50%〜95%を満足し、円相当径(直径)が0.5μm〜10μmの個数密度が10個/mm2以上である第一の酸化物を有する。また、第一の酸化物は、Al酸化物の質量換算値の含有割合が20%以下、およびZr酸化物とTi酸化物の質量換算値の含有割合の合計が80%以上であり、地鉄と接する長さの割合が5%以上である第二の酸化物を有することを知見した。
ここで、二次精錬は、転炉精錬後に、真空精錬装置または不活性ガス中での精錬装置によって行われる工程を示す。ZrとTiとは単独金属または合金のいずれの形態で添加してもよい。
By this step, the oxide particles finally remaining in the steel sheet have an average composition of 5% to 50% of the mass conversion value of Al oxide, and the mass conversion of Zr oxide and Ti oxide. It has a first oxide having a total value content of 50% to 95%, a circle equivalent diameter (diameter) of 0.5 μm to 10 μm, and a number density of 10 particles / mm 2 or more. Further, the first oxide has a mass-converted content of Al oxide of 20% or less, and a total of 80% or more of Zr oxide and Ti oxide in terms of mass, and is a base iron. It was found that it had a second oxide having a length of contact with 5% or more.
Here, the secondary refining shows a step performed by a vacuum refining device or a refining device in an inert gas after converter refining. Zr and Ti may be added in either the form of a single metal or an alloy.
(E):Al
Alは、鋼板において強脱酸元素として作用するため、多量に鋼板に含有すると、ZrおよびTiの酸化物生成を阻害する。Al添加による予備脱酸後、溶鋼中の溶存酸素量を確保し、ZrとTiとを含有する複合酸化物を鋼板に生成させるため、Alの含有量の上限は0.0050質量%以下に制限することが重要である。また、酸不溶性Al(Insol.Al)としての含有量の上限は0.0030質量%以下に制限することが重要である。
(E): Al
Since Al acts as a strong deoxidizing element in a steel sheet, when it is contained in a large amount in the steel sheet, it inhibits the formation of oxides of Zr and Ti. After preliminary deoxidation by adding Al, the upper limit of Al content is limited to 0.0050% by mass or less in order to secure the dissolved oxygen content in the molten steel and generate a composite oxide containing Zr and Ti in the steel sheet. It is important to. Further, it is important to limit the upper limit of the content as acid-insoluble Al (Insol.Al) to 0.0030% by mass or less.
(F):ミクロ組織
本実施形態はHAZ靱性に優れることに加え、母材靱性、母材強度、およびアレスト性に優れた鋼板を対象としている。
ここで、本明細書中において母材と称する場合、母材は、HAZと溶接金属部以外の部分を示す。
母材組織は、フェライト、ベイナイト、パーライト、及びMA(マルテンサイト・オーステナイト混合物)の混合組織である。また、母材組織は、パーライト、及びMAを含まない、フェライトおよびベイナイトの混合組織でもよい。ところが、フェライトとベイナイトとが混在する組織において、通常の光学顕微鏡による組織観察(以下、「光顕観察」と称する場合がある。)のみでは、基本組織単位を客観的に定義し、そのサイズを測定することは非常に困難である。そこで本発明者らは、光顕観察に加えて、電子線後方散乱回折法(EBSD:Electron Back Scatter Diffraction pattern)を用いた結晶方位解析を行い、ミクロ組織を解析した。
(F): Microstructure This embodiment targets a steel sheet having excellent HAZ toughness, base metal toughness, base material strength, and arrest property.
Here, when referred to as a base material in the present specification, the base material indicates a portion other than the HAZ and the weld metal portion.
The base metal structure is a mixed structure of ferrite, bainite, pearlite, and MA (a mixture of martensite and austenite). Further, the base metal structure may be a mixed structure of ferrite and bainite that does not contain pearlite and MA. However, in a structure in which ferrite and bainite coexist, the basic structure unit is objectively defined and its size is measured only by observing the structure with a normal optical microscope (hereinafter, may be referred to as "light microscopic observation"). It's very difficult to do. Therefore, in addition to the optical observation, the present inventors performed crystal orientation analysis using an electron backscatter diffraction method (EBSD: Electron Backscatter Diffraction pattern) to analyze the microstructure.
より詳細には、鋼板表面から板厚方向の5mm位置(以下、「鋼板表面5mm部」と称する場合がある。)と、鋼板表面から板厚方向の板厚1/4位置(以下、「t/4部」と称する場合がある。)とから組織観察用の試料を採取し、その主圧延方向に対して垂直な方向(幅方向)の断面を鏡面研磨する。そして、t/4部の試料について、ナイタール腐食を実施し、光学顕微鏡を用いて500倍で4視野撮影し、各視野のパーライト分率を測定し、その平均値をt/4部のパーライト分率とした。また、レペラー腐食を実施し、光学顕微鏡を用いて500倍で4視野撮影し、各視野のMA分率を測定し、その平均値をt/4部のMA分率とした。
さらに、鋼板表面5mm部、及びt/4部のそれぞれの部位毎に、主圧延方向に対して垂直な方向(幅方向)の断面に対し、EBSD法により、500μm×500μmの領域を1μmピッチで測定した。隣接粒との結晶方位差が15°以上の境界を結晶粒界と定義し、結晶粒界に囲まれた領域の円相当径(直径)の加重平均を、それぞれの部位の有効結晶粒径とした。
フェライトは、先のEBSD法により測定した測定点同士が第一近接する場合のKAM(Kernel Average Misorientation)値が、1°以下である部分とした。このフェライトの面積分率を、鋼板表面5mm部、t/4部のそれぞれの部位毎に対して求めた。
t/4部のベイナイト分率は、t/4部のパーライト分率、MA分率およびフェライト分率以外との残部とした。つまり、t/4部のベイナイト分率、パーライト分率、MA分率、およびフェライト分率の合計は、面積率で100%である。
なお、加重平均は以下の方法で求めた。1つの視野にN個の結晶粒があるとし、各結晶粒の面積がA1、A2、A3、・・・Ai、・・・ANがあり、各粒の円相当径(直径)がD1、D2、D3、・・・Di、・・・DNであるとする。その場合、有効結晶粒径(Deff)は下記式(13)により求められる。
More specifically, a 5 mm position in the plate thickness direction from the steel plate surface (hereinafter, may be referred to as "steel plate surface 5 mm portion") and a plate thickness 1/4 position in the plate thickness direction from the steel plate surface (hereinafter, "t"). A sample for microstructure observation is taken from "/ 4 parts"), and the cross section in the direction perpendicular to the main rolling direction (width direction) is mirror-polished. Then, nital corrosion was carried out on the sample of t / 4 parts, four fields of view were photographed at 500 times using an optical microscope, the pearlite fraction of each field of view was measured, and the average value was taken as the pearlite component of t / 4 parts. It was a rate. In addition, repeller corrosion was carried out, and four fields of view were photographed at a magnification of 500 using an optical microscope, the MA fraction of each field of view was measured, and the average value was taken as the MA fraction of t / 4 parts.
Further, for each portion of the steel sheet surface 5 mm portion and t / 4 portion, a region of 500 μm × 500 μm is formed at a pitch of 1 μm by the EBSD method with respect to the cross section in the direction (width direction) perpendicular to the main rolling direction. It was measured. A boundary with a crystal orientation difference of 15 ° or more from adjacent grains is defined as a grain boundary, and the weighted average of the equivalent circle diameter (diameter) of the region surrounded by the crystal grain boundaries is defined as the effective crystal grain size of each site. bottom.
Ferrite was defined as a portion where the KAM (Kernel Average Measurement) value when the measurement points measured by the above EBSD method were first close to each other was 1 ° or less. The surface integral of this ferrite was determined for each of the 5 mm portion and the t / 4 portion of the steel sheet surface.
The bainite fraction of the t / 4 part was the balance other than the pearlite fraction, the MA fraction and the ferrite fraction of the t / 4 part. That is, the total of the bainite fraction, the pearlite fraction, the MA fraction, and the ferrite fraction of t / 4 parts is 100% in terms of area ratio.
The weighted average was calculated by the following method. Assuming that there are N crystal grains in one field of view, the area of each crystal grain is A 1 , A 2 , A 3 , ... A i , ... AN , and the equivalent circle diameter (diameter) of each grain. ) is D 1, D 2, D 3 , ··· D i, and a · · · D N. In that case, the effective crystal grain size (Deff) is calculated by the following formula (13).
t/4部の母材靱性とミクロ組織との関係を調査した結果、t/4部の有効結晶粒径が微細化するに従って、母材の脆性延性遷移温度(以下、「vTrs」と称する場合がある。)は低温化した。有効結晶粒径が30μm以下(好ましくは20μm以下、より好ましくは25μm以下、さらに好ましくは20μm以下、最も好ましくは15μm以下)の場合に、vTrsが−40℃以下になることが明らかになった。有効結晶粒径が30μm超、及びt/4部のパーライト分率が5%超の少なくとも一方の場合には、vTrsは−40℃を超え、母材靱性を確保することが出来なかった。母材靱性を確保するために、パーライト分率は低いほうが好ましく、その分率は0%でもよい。また、MA分率が1.0%を超えると、母材靱性を確保することが出来なかった。母材靱性を確保するために、MA分率は低いほうが好ましく、MA分率は0%でもよい。
なお、t/4部の有効結晶粒径は、本実施形態では、1μm以上の有効結晶粒径を測定した。t/4部の有効結晶粒径は、小さければ小さいほうがよく、下限値としては、特に限定されないが、例えば、5μm以上が挙げられ、さらに1μm以上が挙げられる。
As a result of investigating the relationship between the toughness of the base material of t / 4 parts and the microstructure, the brittle ductility transition temperature of the base material (hereinafter referred to as "vTrs") as the effective crystal grain size of t / 4 parts becomes finer. There is.) Has cooled down. It was revealed that when the effective crystal grain size is 30 μm or less (preferably 20 μm or less, more preferably 25 μm or less, further preferably 20 μm or less, most preferably 15 μm or less), vTrs is −40 ° C. or less. When the effective crystal grain size was more than 30 μm and the pearlite fraction of t / 4 part was more than 5%, vTrs exceeded −40 ° C., and the toughness of the base metal could not be ensured. In order to secure the toughness of the base metal, it is preferable that the pearlite fraction is low, and the fraction may be 0%. Further, when the MA fraction exceeded 1.0%, the toughness of the base metal could not be ensured. In order to secure the toughness of the base metal, it is preferable that the MA fraction is low, and the MA fraction may be 0%.
As for the effective crystal grain size of t / 4 part, in this embodiment, the effective crystal grain size of 1 μm or more was measured. The effective crystal grain size of t / 4 part should be as small as possible, and the lower limit value is not particularly limited, but is, for example, 5 μm or more, and further 1 μm or more.
母材強度とミクロ組織の関係を調査した結果、t/4部のフェライト分率が減少し、t/4部のベイナイト分率が増加するに伴い、t/4部の母材強度は向上した。面積%で、フェライト分率が70%以下(好ましくは65%以下、より好ましくは60%以下、さらに好ましくは55%以下、最も好ましくは50%以下)の場合に、母材の降伏応力が460MPa以上になることが明らかになった。フェライト分率が70%超では、母材強度を確保できなかった。母材の脆性延性遷移温度(vTrs)を−40℃以下とするためには、フェライト分率は、20%以上(好ましくは25%以上、より好ましくは30%以上)であることが分かった。母材強度を確保するためには、ベイナイト分率は30%以上(好ましくは、35%以上、より好ましくは40%以上、さらに好ましくは45%以上)が必要であり、母材の脆性延性遷移温度(vTrs)を−40℃以下とするためには、ベイナイト分率は、75%以下(好ましくは70%以下、より好ましくは65%以下、さらに好ましくは60%以下)であることが分かった。 As a result of investigating the relationship between the strength of the base metal and the microstructure, the strength of the base metal of the t / 4 part improved as the ferrite fraction of the t / 4 part decreased and the bainite fraction of the t / 4 part increased. .. When the area is% and the ferrite fraction is 70% or less (preferably 65% or less, more preferably 60% or less, further preferably 55% or less, most preferably 50% or less), the yield stress of the base metal is 460 MPa. It became clear that it became the above. When the ferrite fraction was more than 70%, the strength of the base metal could not be secured. It was found that the ferrite fraction was 20% or more (preferably 25% or more, more preferably 30% or more) in order for the brittle ductile transition temperature (vTrs) of the base metal to be −40 ° C. or less. In order to secure the strength of the base material, the bainite fraction needs to be 30% or more (preferably 35% or more, more preferably 40% or more, still more preferably 45% or more), and the brittle ductility transition of the base material is required. It was found that the bainite fraction was 75% or less (preferably 70% or less, more preferably 65% or less, still more preferably 60% or less) in order for the temperature (vTrs) to be −40 ° C. or less. ..
次に、アレスト性とミクロ組織と鋼板の硬さ分布から計算されるアレスト性指標の関係を調査した結果を図3に示す。図3の中で、横軸は、下記式(4)によりミクロ組織と板厚により計算されるアレスト性指標AIであり、縦軸は、−10℃でのアレスト靱性値Kca(Kca−10)である。図3の中で、アレスト性指標AIとKca−10を一次関数で近似した結果を点線で示す。図3で示すように、アレスト性指標AIとKca−10とは、強い相関があることが分かった。この一次近似曲線から、Kca−10を6000N/mm1.5以上とするためには、AIは65以下が必要であることが判明した。測定のバラつきを考慮すると、アレスト性指標AIは、60以下であることが好ましく、55以下であることがより好ましい。アレスト性指標AIの下限値は特に限定されないが、アレスト性を高めるために行う圧延時の圧延荷重の増加、生産性の低下等の製造負荷などを考慮すると、例えば、−10以上(好ましくは−8以上、より好ましくは−1以上)が挙げられる。
AI=0.69×Deff(表)−5.15×fα(表)/100
+4.55×Deff(t/4)−82.1×fα(t/4)/100
−0.92×ΔHv・・・(4)
Next, FIG. 3 shows the results of investigating the relationship between the arrest property, the microstructure, and the arrest property index calculated from the hardness distribution of the steel sheet. In FIG. 3, the horizontal axis is the arrest toughness index AI calculated by the microstructure and the plate thickness by the following formula (4), and the vertical axis is the arrest toughness value Kca (K ca-10) at −10 ° C. ). In FIG. 3, the result of approximating the arrest property index AI and K ca-10 with a linear function is shown by a dotted line. As shown in FIG. 3, it was found that there is a strong correlation between the arrest property index AI and K ca-10. From this first-order approximation curve, it was found that the AI must be 65 or less in order for K ca-10 to be 6000 N / mm 1.5 or more. Considering the variation in measurement, the arrest property index AI is preferably 60 or less, and more preferably 55 or less. The lower limit of the arrest property index AI is not particularly limited, but in consideration of the increase in rolling load during rolling to improve the arrest property, the production load such as the decrease in productivity, etc., for example, -10 or more (preferably-). 8 or more, more preferably -1 or more).
AI = 0.69 x Deff (table) -5.15 x fα (table) / 100
+4.55 x Deff (t / 4) -82.1 x fα (t / 4) / 100
−0.92 × ΔHv ・ ・ ・ (4)
ここで、式(4)中、Deff(表)、fα(表)/100、4.55×Deff(t/4)、及びfα(t/4)/100の表すものは、以下のとおりである。
Deff(表) :圧延方向に垂直な断面の鋼板表面から板厚方向の5mmの位置の有効結晶粒径[μm]
fα(表) :鋼板表面から板厚方向の5mmの位置のフェライト分率[%]
Deff(t/4) :圧延方向に垂直な断面の鋼板表面から板厚方向の1/4の位置の有効結晶粒径[μm]
fα(t/4) :鋼板表面から板厚方向の1/4の位置の領域のフェライト分率[%]
Here, in the formula (4), the expressions of Deff (table), fα (table) / 100, 4.55 × Deff (t / 4), and fα (t / 4) / 100 are as follows. be.
Deff (table): Effective crystal grain size [μm] at a position 5 mm in the plate thickness direction from the surface of the steel plate with a cross section perpendicular to the rolling direction.
fα (table): Ferrite fraction [%] at a position 5 mm in the plate thickness direction from the surface of the steel plate.
Deff (t / 4): Effective crystal grain size [μm] at a position 1/4 of the sheet thickness direction from the surface of the steel sheet with a cross section perpendicular to the rolling direction.
fα (t / 4): Ferrite fraction [%] in the region 1/4 of the steel sheet surface in the plate thickness direction.
また、式(4)中、ΔHvは、下記式(5)で表される。
ΔHv=a×t/2+b・・・(5)
ただし、式(5)中、a、bの表すものは、以下のとおりである。
a,b:鋼板の板厚方向の硬さ分布を下記式(6)で近似したときの係数a,b
t :板厚[mm]
Further, in the formula (4), ΔHv is represented by the following formula (5).
ΔHv = a × t / 2 + b ... (5)
However, in the formula (5), the ones represented by a and b are as follows.
a, b: Coefficients a and b when the hardness distribution of the steel sheet in the plate thickness direction is approximated by the following equation (6).
t: Plate thickness [mm]
y=a×x2+b×x+c・・・(6)
ただし、式(6)中、y、xの表すものは、以下のとおりである。
y:圧延方向に垂直な断面のビッカース硬さ
x:板厚方向の所定の位置[mm]である。xの最小値は鋼板表面から板厚方向の1mmの位置であり、xの最大値は板厚方向の1/2の位置から鋼板表面側に向かって5mmの位置である。
c:係数
y = a × x 2 + b × x + c ... (6)
However, in the formula (6), the ones represented by y and x are as follows.
y: Vickers hardness of the cross section perpendicular to the rolling direction x: A predetermined position [mm] in the plate thickness direction. The minimum value of x is a position of 1 mm in the plate thickness direction from the surface of the steel plate, and the maximum value of x is a position of 5 mm from a position of 1/2 in the plate thickness direction toward the surface of the steel plate.
c: Coefficient
ビッカース硬さは、JIS Z 2244(2009)に準拠して測定する。ビッカース硬さの測定は、鋼板表側から板厚方向の1mmの位置と板厚方向の1/2位置から鋼板表面に向かって5mmの位置との間の領域において、板厚方向に1mmごとに、荷重9.8Nの条件で行う。
そして、板厚方向の測定位置とビッカース硬さの測定値の結果に基づいて、上記の式(6)により、硬さ分布を近似し、式(4)および式(5)により、アレスト性指標を求める。
Vickers hardness is measured according to JIS Z 2244 (2009). The Vickers hardness is measured every 1 mm in the plate thickness direction in the region between the position of 1 mm in the plate thickness direction from the front side of the steel plate and the position of 5 mm from the position of 1/2 in the plate thickness direction toward the surface of the steel plate. The load is 9.8 N.
Then, based on the measurement position in the plate thickness direction and the result of the measured value of Vickers hardness, the hardness distribution is approximated by the above equation (6), and the arrestability index is obtained by the equations (4) and (5). Ask for.
これらの条件を満たす鋼板は、大入熱溶接継手において、HAZ組織の微細化を通じてHAZ靱性を改善させ、かつ母材の機械的特性に優れた鋼板となることが明らかになった。具体的には、母材の降伏応力が460MPa以上(例えば、460MPa〜600MPa)、母材の脆性延性遷移温度(vTrs)が−40℃以下、かつ、−10℃でのアレスト靱性値Kca−10が6000N/mm1.5以上の鋼板が得られる。また、板厚が55mm〜80mmの場合に、入熱40kJ/mm〜60kJ/mmで大入熱溶接を行ったときに発生する溶接熱影響部について、−10℃での亀裂開口変位試験の開口変位値の最小値が0.15mm以上となることがわかった。 It has been clarified that a steel sheet satisfying these conditions is a steel sheet having improved HAZ toughness through miniaturization of the HAZ structure and excellent mechanical properties of the base material in a large heat-affected zone welded joint. Specifically, the yield stress of the base material is 460 MPa or more (for example, 460 MPa to 600 MPa), the brittle ductility transition temperature (vTrs) of the base material is -40 ° C or less, and the arrest toughness value K ca- at -10 ° C. A steel plate having a value of 10 of 6000 N / mm and 1.5 or more can be obtained. Further, when the plate thickness is 55 mm to 80 mm, the opening of the crack opening displacement test at −10 ° C. for the weld heat affected zone generated when large heat input welding is performed at a heat input of 40 kJ / mm to 60 kJ / mm. It was found that the minimum displacement value was 0.15 mm or more.
さらに、本実施形態の鋼板の化学組成の限定理由を述べる。
以下の説明において、各元素の説明における「%」は「質量%」を意味する。
Further, the reason for limiting the chemical composition of the steel sheet of the present embodiment will be described.
In the following description, "%" in the description of each element means "mass%".
(C:0.01%〜0.20%)
Cは、強度を確保するために必要な元素である。C量が0.01%未満では必要とする鋼板(母材)の強度を確保することができない。しかし、C量が0.20%を超えると、母材、及びHAZ共に靱性を確保することが難しくなる。C量の好ましい下限は0.03%以上、より好ましくは0.05%以上である。C量の好ましい上限は0.15%以下、より好ましくは0.10%以下である。
(C: 0.01% to 0.20%)
C is an element necessary for ensuring strength. If the amount of C is less than 0.01%, the required strength of the steel sheet (base material) cannot be secured. However, if the amount of C exceeds 0.20%, it becomes difficult to secure toughness for both the base material and HAZ. The preferable lower limit of the amount of C is 0.03% or more, more preferably 0.05% or more. The preferable upper limit of the amount of C is 0.15% or less, more preferably 0.10% or less.
(Si:0.02%〜0.50%)
Siは、鋼板の焼入れ性を高め、鋼板の強度上昇に寄与する。この効果を得るためには0.02%以上のSiを含有させる必要がある。好ましくはSi量を0.05%以上とする。一方で、Siは酸素との反応性も高く脱酸作用を有するため、ZrとTiを含有する複合酸化物の形成に影響を及ぼす。0.50%を超えてSiを含有させた場合、酸化物の組成が変化し、HAZ組織の微細化が達成されず、HAZ靱性の低下をもたらす。そのため、Si量の上限を0.50%以下とする。より好ましいSi量の上限は0.40%以下、更に好ましい上限は0.30%以下である。
(Si: 0.02% to 0.50%)
Si enhances the hardenability of the steel sheet and contributes to the increase in the strength of the steel sheet. In order to obtain this effect, it is necessary to contain 0.02% or more of Si. The amount of Si is preferably 0.05% or more. On the other hand, Si has high reactivity with oxygen and has a deoxidizing action, which affects the formation of a composite oxide containing Zr and Ti. When Si is contained in an amount of more than 0.50%, the composition of the oxide is changed, the HAZ structure is not miniaturized, and the HAZ toughness is lowered. Therefore, the upper limit of the amount of Si is set to 0.50% or less. A more preferable upper limit of the amount of Si is 0.40% or less, and a more preferable upper limit is 0.30% or less.
(Mn:0.30%〜2.50%)
Mnは、鋼板の焼入れ性を高める効果があり、強度及び靱性の確保に有効な成分である。Mn量が0.30%未満では、焼入れ性の不足によって強度及び靱性が得られない。しかし、2.50%を超えてMnを含有させると、凝固時のMn偏析により中心偏析部の靱性を低下させるとともに、焼入れ性が高まりすぎて、母材、HAZともに硬さの増大を招き靱性が劣化する。Mn量の好ましい下限は0.60%以上、好ましい上限は2.00%以下である。
(Mn: 0.30% to 2.50%)
Mn has the effect of enhancing the hardenability of the steel sheet, and is an effective component for ensuring strength and toughness. If the amount of Mn is less than 0.30%, strength and toughness cannot be obtained due to insufficient hardenability. However, if Mn is contained in excess of 2.50%, the toughness of the central segregated portion is lowered due to Mn segregation during solidification, and the hardenability is excessively increased, resulting in an increase in hardness of both the base metal and HAZ, resulting in toughness. Deteriorates. The preferable lower limit of the amount of Mn is 0.60% or more, and the preferable upper limit is 2.00% or less.
(Ti:0.003%〜0.024%)
Tiは、Tiの単独酸化物だけでなく、Zrと共に複合酸化物を形成する。そして、特に、この複合酸化物がHAZにおける粒内フェライト生成核として機能して、HAZ組織の微細化に寄与する。この効果を得るためには、Tiを0.003%以上含有させる必要がある。一方で、Tiは窒化物を生成するが、Ti窒化物が多量に生成するとB窒化物の生成量が抑制され、本実施形態で所望する効果が得られなくなる。更に、過剰なTiはTiCを形成し、母材及びHAZの靱性を劣化させる。よって、Ti量の上限を0.024%以下とする必要がある。Ti量の好ましい下限は0.005%以上、好ましい上限は0.020%以下である。
(Ti: 0.003% to 0.024%)
Ti forms a composite oxide together with Zr as well as a single oxide of Ti. In particular, this composite oxide functions as an intragranular ferrite nucleation in HAZ and contributes to the miniaturization of the HAZ structure. In order to obtain this effect, it is necessary to contain 0.003% or more of Ti. On the other hand, Ti produces nitrides, but when a large amount of Ti nitrides are produced, the amount of B nitrides produced is suppressed, and the desired effect cannot be obtained in the present embodiment. Furthermore, excess Ti forms TiC and deteriorates the toughness of the base metal and HAZ. Therefore, it is necessary to set the upper limit of the Ti amount to 0.024% or less. The preferable lower limit of the amount of Ti is 0.005% or more, and the preferable upper limit is 0.020% or less.
(B:0.0005%〜0.0050%)
Bは、鋼板において窒素と結合し、ZrとTiとを含有する複合酸化物の周囲にフィルム状のB窒化物を生成する。B量を0.0005%以上にすることにより、HAZにおける粒内フェライト生成能を高め、組織の微細化を通じて靱性の改善に寄与する。また、固溶Bはオーステナイト粒界に偏析することで、粗大な粒界フェライト生成を抑制する。HAZ靱性を更に改善するために、B量は0.0010%以上が好ましい。一方、B量が過剰な場合、強度を高める効果が飽和し、母材、HAZともに靱性劣化の傾向が著しくなる。したがって、B量を0.0050%以下とする。B量の好ましい上限は0.0030%以下、より好ましくは0.0025%以下、さらに好ましくは0.0020%以下である。
(B: 0.0005% to 0.0050%)
B combines with nitrogen in the steel sheet to form a film-like B nitride around the composite oxide containing Zr and Ti. By setting the amount of B to 0.0005% or more, the ability to generate ferrite in the grain in HAZ is enhanced, and it contributes to the improvement of toughness through the miniaturization of the structure. Further, the solid solution B segregates at the austenite grain boundaries to suppress the formation of coarse grain boundary ferrites. In order to further improve HAZ toughness, the amount of B is preferably 0.0010% or more. On the other hand, when the amount of B is excessive, the effect of increasing the strength is saturated, and the tendency of toughness deterioration of both the base material and HAZ becomes remarkable. Therefore, the amount of B is set to 0.0050% or less. The preferable upper limit of the amount of B is 0.0030% or less, more preferably 0.0025% or less, still more preferably 0.0020% or less.
(N:0.0010%〜0.0090%)
Nは、鋼板においてBと結合し、B窒化物を形成させるために必要な元素であり、このためには0.0010%以上のNを含有させる必要がある。一方、N量が過剰な場合、母材及びHAZの靱性劣化を招くため、上限を0.0090%以下とする。N量の下限は、好ましくは0.0020%以上、より好ましくは0.0025%以上である。N量の上限は、好ましくは0.0070%以下、より好ましくは0.0060%以下である。
(N: 0.0010% to 0.0090%)
N is an element required to bond with B in a steel sheet to form a B nitride, and for this purpose, it is necessary to contain 0.0010% or more of N. On the other hand, if the amount of N is excessive, the toughness of the base metal and HAZ deteriorates, so the upper limit is set to 0.0090% or less. The lower limit of the amount of N is preferably 0.0020% or more, more preferably 0.0025% or more. The upper limit of the amount of N is preferably 0.0070% or less, more preferably 0.0060% or less.
(O:0.0005%〜0.0050%)
O(酸素)は、ZrとTiとを含有する複合酸化物の生成に不可欠な元素であり、0.0005%以上のOを含有させる必要がある。しかし、O量が過剰な場合、酸化物が過剰に生成し、鋼板の清浄性を劣化させ母材靱性及び伸び絞り等の延性に悪影響を及ぼす。このためO量の上限を0.0050%以下とする。O量の好ましい上限は0.0040%以下、より好ましい上限は0.0030%以下である。O量の好ましい下限は0.0010%以上、より好ましい下限は0.0015%以上である。
(O: 0.0005% to 0.0050%)
O (oxygen) is an element indispensable for the formation of a composite oxide containing Zr and Ti, and it is necessary to contain 0.0005% or more of O. However, when the amount of O is excessive, oxides are excessively generated, which deteriorates the cleanliness of the steel sheet and adversely affects the toughness of the base material and the ductility of stretch drawing and the like. Therefore, the upper limit of the amount of O is set to 0.0050% or less. The preferable upper limit of the amount of O is 0.0040% or less, and the more preferable upper limit is 0.0030% or less. The preferable lower limit of the amount of O is 0.0010% or more, and the more preferable lower limit is 0.0015% or more.
(Zr:0.0005%〜0.0100%)
Zrは酸化物の微細分散、固溶Bの増加に不可欠な元素であり、0.0005%以上含有させる必要がある。Zr酸化物、ZrとTiの複合酸化物はHAZにおける粒内フェライト生成核として機能し、HAZ組織の微細化に寄与する。この効果を得るためには、Zrを0.0005%以上にする必要がある。好ましくは0.0010%以上、さらに好ましくは0.0015%以上とする。一方、Zrが過剰な場合、鋳造時のノズル閉塞が発生する可能性があるため、上限を0.0100%以下とする。好ましい上限は0.0050%以下、より好ましくは0.0040%以下である。
(Zr: 0.0005% to 0.0100%)
Zr is an element indispensable for fine dispersion of oxides and increase of solid solution B, and must be contained in an amount of 0.0005% or more. The Zr oxide and the composite oxide of Zr and Ti function as intragranular ferrite nucleation nuclei in HAZ and contribute to the miniaturization of the HAZ structure. In order to obtain this effect, Zr needs to be 0.0005% or more. It is preferably 0.0010% or more, more preferably 0.0015% or more. On the other hand, if Zr is excessive, nozzle blockage may occur during casting, so the upper limit is set to 0.0100% or less. The preferred upper limit is 0.0050% or less, more preferably 0.0040% or less.
(Sol.Zr:0%〜0.0020%)
Sol.Zrは酸可溶性Zrの意で、鋼板に固溶しているZrを表わす。Sol.Zrの含有量が増えると、HAZ靱性を著しく劣化させるため、その上限を0.0020%以下に制限する必要がある。Sol.Zrの好ましい上限は0.0010質量%以下、より好ましい上限は0.0005質量%以下である。Sol.Zrは少ないほど好ましいため下限は特に規定せず、0%でもよい。Sol.Zrは、電解抽出残渣分析法によって測定することができる。電解抽出残渣分析法は、鋼板を非水溶媒中での電解によって母相を溶解させて、残渣(析出物および介在物)を孔径0.1μm〜0.2μmのフィルターで抽出し、分離する方法である。分離後、溶液に含まれるZrの量がSol.Zr量である。なお、Insol.Zrは酸不溶性Zrであり、Insol.Zr量とSol.Zr量を足したものがZr量である。
(Sol.Zr: 0% to 0.0020%)
Sol. Zr stands for acid-soluble Zr and represents Zr that is solid-solved in a steel sheet. Sol. As the Zr content increases, the HAZ toughness deteriorates significantly, so it is necessary to limit the upper limit to 0.0020% or less. Sol. The preferred upper limit of Zr is 0.0010% by mass or less, and the more preferable upper limit is 0.0005% by mass or less. Sol. Since the smaller the amount of Zr, the more preferable it is, the lower limit is not particularly specified and may be 0%. Sol. Zr can be measured by electrolytic extraction residue analysis. The electrolytic extraction residue analysis method is a method in which a steel plate is dissolved by electrolysis in a non-aqueous solvent, and the residue (precipitate and inclusions) is extracted with a filter having a pore size of 0.1 μm to 0.2 μm and separated. Is. After separation, the amount of Zr contained in the solution is Sol. It is the amount of Zr. Insol. Zr is an acid-insoluble Zr, and Insol. Zr amount and Sol. The sum of the Zr amount is the Zr amount.
(Al:0.0001%〜0.0050%)
Alは、一般的には、脱酸元素として、積極的に添加される元素である。しかし、Alは優先的に酸素と反応しやすいため、その含有量が過剰な場合には、所望するZrとTiを含有する複合酸化物の形成が不十分となり、HAZにおける有効なフェライト生成核が減少する。更に過剰なAl添加は、粗大なクラスター状のアルミナ(Al2O3)系介在物の形成を助長するため、母材及びHAZの靱性を劣化させる。よって、Alの含有量はできる限り低減することが好ましい。許容できるAl量の上限値は0.0050%である。好ましくは0.0040%以下、さらに好ましくは0.0030%以下である。Alは少ないほど好ましいが、本実施形態においては、Alを予備脱酸に用いるため、Al量の下限値は0.0001%以上とする。また、Al量が0.0001%を超える場合、Al量の下限値は0.0003%以上でもよく、0.0005%以上でもよく、0.0008%以上でもよい。
(Al: 0.0001% to 0.0050%)
Al is an element that is positively added as a deoxidizing element in general. However, since Al tends to react with oxygen preferentially, if the content is excessive, the formation of a desired composite oxide containing Zr and Ti becomes insufficient, and an effective ferrite nucleation in HAZ is produced. Decrease. Further, excessive addition of Al promotes the formation of coarse clustered alumina (Al 2 O 3 ) -based inclusions, which deteriorates the toughness of the base metal and HAZ. Therefore, it is preferable to reduce the Al content as much as possible. The upper limit of the allowable amount of Al is 0.0050%. It is preferably 0.0040% or less, more preferably 0.0030% or less. The smaller the amount of Al, the more preferable. However, in the present embodiment, since Al is used for preliminary deoxidation, the lower limit of the amount of Al is 0.0001% or more. When the Al amount exceeds 0.0001%, the lower limit of the Al amount may be 0.0003% or more, 0.0005% or more, or 0.0008% or more.
(Insol.Al:0.0001%〜0.0030%)
Insol.Alは酸不溶性Alを表す。Insol.Alの含有量が増えると、酸化物中のAl酸化物量が増加し、HAZ靱性を著しく劣化させる。そのため、その上限を0.0030%以下に制限する必要がある。Insol.Alの好ましい上限は0.0025質量%以下、より好ましくは0.0020%以下である。Insol.Alは少ないほど好ましいが、本実施形態においては、予備脱酸に用いるため、Al量の下限値は0.0001%とする。また、Al量が0.0001%を超える場合、Al量の下限値は0.0003%以上でもよく、0.0005%以上でもよく、0.0008%以上でもよい。
Insol.Alは、電解抽出残渣分析法によって測定することができる。電解抽出残渣分析法は、鋼板を非水溶媒中での電解によって母相を溶解させて、残渣(析出物および介在物)を孔径0.1μm〜0.2μmのフィルターで抽出し、分離する方法である。分離後、溶液に含まれるAlの量がSol.Al量である。なお、Insol.Alは酸不溶性Alであり、Insol.Al量とSol.Al量を足したものがAl量である。
(Insol.Al: 0.0001% to 0.0030%)
Insol. Al represents acid-insoluble Al. Insol. When the Al content increases, the amount of Al oxide in the oxide increases, and the HAZ toughness is significantly deteriorated. Therefore, it is necessary to limit the upper limit to 0.0030% or less. Insol. The preferable upper limit of Al is 0.0025% by mass or less, more preferably 0.0020% or less. Insol. The smaller the amount of Al, the more preferable, but in the present embodiment, the lower limit of the amount of Al is 0.0001% because it is used for preliminary deoxidation. When the Al amount exceeds 0.0001%, the lower limit of the Al amount may be 0.0003% or more, 0.0005% or more, or 0.0008% or more.
Insol. Al can be measured by the electrolytic extraction residue analysis method. The electrolytic extraction residue analysis method is a method in which a steel plate is dissolved by electrolysis in a non-aqueous solvent, and the residue (precipitate and inclusions) is extracted with a filter having a pore size of 0.1 μm to 0.2 μm and separated. Is. After separation, the amount of Al contained in the solution is Sol. The amount of Al. Insol. Al is an acid-insoluble Al, and Insol. Al amount and Sol. The sum of the Al amounts is the Al amount.
(Cu:0.1%〜1.5%)
Cuは、強度及び耐食性を向上させる効果を有する元素である。Cuを含有する効果を得るためには、Cuを0.1%以上含有させる。好ましくはCu量の下限を0.2%以上とする。一方、1.5%を超えてCuを含有させても、合金コスト上昇に見合った性能の改善が見られず、鋼板表面割れの原因となる場合がある。好ましくはCu量の上限を1.0%以下、より好ましくは0.5%以下とする。
(Cu: 0.1% to 1.5%)
Cu is an element having an effect of improving strength and corrosion resistance. In order to obtain the effect of containing Cu, 0.1% or more of Cu is contained. Preferably, the lower limit of the amount of Cu is 0.2% or more. On the other hand, even if Cu is contained in an amount of more than 1.5%, the performance is not improved in proportion to the increase in alloy cost, which may cause cracks on the surface of the steel sheet. The upper limit of the amount of Cu is preferably 1.0% or less, more preferably 0.5% or less.
(Ni:0.1%〜3.0%)
Niは、固溶状態において鋼のマトリックス(生地)の靱性を高める効果を有する元素である。Niを含有する効果を得るためには、Niを0.1%以上含有させる。一方、3.0%を超えてNiを含有させても、合金コストの上昇に見合った特性の向上が得られない。好ましくはNi量の上限を2.0%以下、より好ましくは1.5%以下とする。
(Ni: 0.1% to 3.0%)
Ni is an element that has the effect of increasing the toughness of the steel matrix (fabric) in the solid solution state. In order to obtain the effect of containing Ni, 0.1% or more of Ni is contained. On the other hand, even if Ni is contained in excess of 3.0%, the property cannot be improved in proportion to the increase in alloy cost. The upper limit of the amount of Ni is preferably 2.0% or less, more preferably 1.5% or less.
(P:0.050%以下)
Pは、不純物として鋼板に不可避的に存在する。しかし、P量が0.050%を超えるとオーステナイト粒界に偏析して靱性を低下させるのみならず、溶接時に高温割れを招く原因となる。P量の好ましい上限は0.030%以下、より好ましくは0.010%以下である。P量は少ないほど好ましいため下限は特に規定しないが、製造コストの観点から、0.001%以上であってもよい。
(P: 0.050% or less)
P is unavoidably present in the steel sheet as an impurity. However, if the amount of P exceeds 0.050%, it segregates at the austenite grain boundaries and not only lowers the toughness, but also causes high-temperature cracking during welding. The preferable upper limit of the amount of P is 0.030% or less, more preferably 0.010% or less. Since the smaller the amount of P is, the more preferable it is, the lower limit is not particularly specified, but from the viewpoint of manufacturing cost, it may be 0.001% or more.
(S:0.0080%以下)
Sは、不純物として鋼板に不可避的に存在する。S量が多すぎると中心偏析部において延伸したMnSが多量に生成するため、母材及びHAZにおける靱性および延性が劣化する。このためS量の上限を0.0080%以下とする。S量の好ましい上限は0.0050%以下、より好ましくは0.0040%以下、さらに好ましくは0.0030%以下である。S量は少ないほど好ましいため下限は特に規定しないが、製造コストの観点から、0.0001%以上であってもよい。
(S: 0.0080% or less)
S is unavoidably present in the steel sheet as an impurity. If the amount of S is too large, a large amount of MnS stretched in the central segregation portion is generated, so that the toughness and ductility of the base metal and HAZ deteriorate. Therefore, the upper limit of the amount of S is set to 0.0080% or less. The preferable upper limit of the amount of S is 0.0050% or less, more preferably 0.0040% or less, still more preferably 0.0030% or less. Since the smaller the amount of S is, the more preferable it is, the lower limit is not particularly specified, but from the viewpoint of manufacturing cost, it may be 0.0001% or more.
本実施形態の鋼板には、Feの一部に代えて、下記の各元素のうちの1種または2種以上を含有してもよい。 The steel sheet of the present embodiment may contain one or more of the following elements instead of a part of Fe.
(Nb:0%〜0.035%)
Nbは、細粒化と炭化物析出により母材の強度及び靱性を向上させるので、必要に応じて鋼板に含有させてもよい。Nbを含有する効果を有効に得るためには、Nbを0.005%以上含有させることが好ましい。一方、0.035%を超えてNbを含有させると、効果が飽和するとともに、HAZの靱性を損なう場合がある。より好ましくはNb量の上限を0.025%以下、さらに好ましくは0.015%以下とする。
(Nb: 0% to 0.035%)
Since Nb improves the strength and toughness of the base metal by fine granulation and precipitation of carbides, it may be contained in the steel sheet if necessary. In order to effectively obtain the effect of containing Nb, it is preferable to contain Nb in an amount of 0.005% or more. On the other hand, if Nb is contained in excess of 0.035%, the effect may be saturated and the toughness of HAZ may be impaired. More preferably, the upper limit of the amount of Nb is 0.025% or less, more preferably 0.015% or less.
(Cr:0%〜1.0%)
Crは、耐食性を高めるとともに、焼入性を高めることで強度の向上に有用であるので、必要に応じて鋼板に含有させてもよい。Crを含有する効果を有効に得るためには、Crを0.1%以上含有させることが好ましい。一方、1.0%を超えてCrを含有させても、耐食性を向上させる効果が飽和し、また、HAZが硬化して靱性を劣化させる場合がある。好ましくはCr量の上限を0.5%以下とする。
(Cr: 0% to 1.0%)
Cr is useful for improving the strength by increasing the corrosion resistance and the hardenability, and therefore, it may be contained in the steel sheet if necessary. In order to effectively obtain the effect of containing Cr, it is preferable to contain Cr in an amount of 0.1% or more. On the other hand, even if Cr is contained in excess of 1.0%, the effect of improving corrosion resistance may be saturated, and HAZ may be hardened to deteriorate toughness. Preferably, the upper limit of the amount of Cr is 0.5% or less.
(Mo:0%〜1.00%)
Moは、母材の強度と靱性を向上させる効果があるので、必要に応じて鋼板に含有させてよい。Moを含有する効果を有効に得るためには、Moを0.01%以上含有させることが好ましい。一方、1.00%を超えてMoを含有させると、特にHAZの硬度が高まり、靱性を劣化させる場合がある。好ましくはMo量の上限を0.50%以下、より好ましくは0.30%以下とする。
(Mo: 0% to 1.00%)
Mo has the effect of improving the strength and toughness of the base material, and may be contained in the steel sheet as needed. In order to effectively obtain the effect of containing Mo, it is preferable to contain Mo in 0.01% or more. On the other hand, if Mo is contained in excess of 1.00%, the hardness of HAZ may be particularly increased and the toughness may be deteriorated. The upper limit of the amount of Mo is preferably 0.50% or less, more preferably 0.30% or less.
(V:0%〜0.10%)
Vは、主に焼戻し時の炭窒化物析出により母材の強度を向上させる効果があるので、必要に応じて鋼板に含有させてもよい。Vを含有する効果を有効に得るためには、Vを0.01%以上含有させることが好ましい。一方、0.10%を超えてVを含有させると、効果が飽和するとともに、硬度が高まり、靱性劣化を招く場合がある。好ましくはV量の上限を0.05%以下とする。
(V: 0% to 0.10%)
Since V has an effect of improving the strength of the base metal mainly by the precipitation of carbonitride during tempering, it may be contained in the steel sheet if necessary. In order to effectively obtain the effect of containing V, it is preferable to contain V in an amount of 0.01% or more. On the other hand, if V is contained in excess of 0.10%, the effect is saturated and the hardness is increased, which may lead to deterioration of toughness. Preferably, the upper limit of the amount of V is 0.05% or less.
(Ca+REM[Ca及びREMの合計]:0%〜0.0005%)
Ca及びREMは、Alよりも更に優先的に酸素と反応しやすい元素である。所望するZrとTiとを含有する複合酸化物を形成させるために、Ca及びREMの含有量の合計(Ca+REM)を0.0005%以下に制限する。より好ましくはCaが0.0003%未満、かつREMが0.0003%未満で、その含有量の合計が0.0005%以下である。CaとREMは少ないほど好ましいため下限値は特に規定せず、0%でもよい。
なお、Ca及びREMは鋼板において強脱酸元素として作用し、ZrおよびTiの酸化物生成を阻害するため、意図的に含有させず、可能な限り低減することが必要である。
ここで、「REM」とはSc、Y、及びランタノイドの合計17元素の総称であり、REMの含有量はREMのうちの1種または2種以上の元素の合計含有量を指す。
(Ca + REM [total of Ca and REM]: 0% to 0.0005%)
Ca and REM are elements that are more likely to react with oxygen more preferentially than Al. In order to form a composite oxide containing the desired Zr and Ti, the total content of Ca and REM (Ca + REM) is limited to 0.0005% or less. More preferably, Ca is less than 0.0003%, REM is less than 0.0003%, and the total content thereof is 0.0005% or less. Since the smaller the amount of Ca and REM is, the more preferable it is, the lower limit is not particularly specified and may be 0%.
Since Ca and REM act as strong deoxidizing elements in the steel sheet and inhibit the oxide formation of Zr and Ti, it is necessary to reduce them as much as possible without intentionally containing them.
Here, "REM" is a general term for a total of 17 elements of Sc, Y, and lanthanoid, and the content of REM refers to the total content of one or more elements of REM.
(Mg:0%〜0.0005%)
Mgは、優先的に酸素と反応しやすいため、その含有量が過剰な場合には、所望するZrとTiを含有する複合酸化物の形成が不十分となる。そして、HAZにおける有効なフェライト生成核が減少し、HAZの靱性を劣化させる。よって、Mgの含有量は0.0005%以下に制限する。Mgは少ないほど好ましいため下限値は特に規定せず、0%でもよい。
(Mg: 0% to 0.0005%)
Since Mg tends to react with oxygen preferentially, if the content thereof is excessive, the formation of a desired composite oxide containing Zr and Ti becomes insufficient. Then, the number of effective ferrite nuclei in HAZ is reduced, and the toughness of HAZ is deteriorated. Therefore, the Mg content is limited to 0.0005% or less. Since the smaller the amount of Mg, the more preferable it is, the lower limit value is not particularly specified and may be 0%.
(炭素当量Ceq.:0.35%〜0.50%)
本実施形態に係る鋼板は、下記式(3)により求められる炭素当量Ceq.を、0.35%〜0.50%とする。
Ceq.=C+Mn/6+(Cu+Ni)/15+(Cr+Mo+V)/5・・・(3)
ここで、各成分は鋼板中に含有されている各成分の質量%である。含有量が0質量%の元素がある場合には、式(1)中の該当する元素の含有量として0質量%を代入して計算する。
(Carbon equivalent Ceq .: 0.35% to 0.50%)
The steel sheet according to this embodiment has a carbon equivalent Ceq. Obtained by the following formula (3). Is 0.35% to 0.50%.
Ceq. = C + Mn / 6 + (Cu + Ni) / 15+ (Cr + Mo + V) / 5 ... (3)
Here, each component is the mass% of each component contained in the steel sheet. When there is an element having a content of 0% by mass, 0% by mass is substituted as the content of the corresponding element in the formula (1) for calculation.
炭素当量が0.35%未満になると、高強度鋼板に要求される強度を満足できない。一方、炭素当量が0.50%を超えると、焼入れ性が過剰となり継手靱性を満足できない。炭素当量の下限値は、好ましくは0.37%以上、より好ましくは0.39%以上である。炭素当量の上限値は、好ましくは0.48%以下、より好ましくは0.46%以下、更に好ましくは0.44%以下である。 If the carbon equivalent is less than 0.35%, the strength required for the high-strength steel plate cannot be satisfied. On the other hand, if the carbon equivalent exceeds 0.50%, the hardenability becomes excessive and the joint toughness cannot be satisfied. The lower limit of carbon equivalent is preferably 0.37% or more, more preferably 0.39% or more. The upper limit of carbon equivalent is preferably 0.48% or less, more preferably 0.46% or less, still more preferably 0.44% or less.
本実施形態の溶接熱影響部靱性に優れた鋼板は、上記の各元素を含有し、残部はFe及び不純物からなるものである。不純物とは、鋼板を工業的に製造する際に、鉱石、スクラップ等の原料その他の要因により混入する成分を意味する。 The steel sheet having excellent toughness in the weld heat affected zone of the present embodiment contains each of the above elements, and the balance is composed of Fe and impurities. Impurities mean components that are mixed in by raw materials such as ores and scraps and other factors when steel sheets are manufactured industrially.
なお、実際の製造プロセスでは、添加した元素が100%溶鋼中に含まれることになるわけではないので、各元素が所望の含有量となるように、歩留まりを考慮して余分に添加すればよい。また、添加方法については特に限定されない。化学組成が上記条件を満足するように鋼板に含有できる方法であれば、どのような方法でも構わない。 In the actual manufacturing process, the added element is not 100% contained in the molten steel. Therefore, it is sufficient to add an extra element in consideration of the yield so that each element has a desired content. .. The addition method is not particularly limited. Any method may be used as long as the chemical composition can be contained in the steel sheet so as to satisfy the above conditions.
鋼板の板厚としては、特に限定されないが、例えば、55mm以上であることが挙げられ、55mm〜80mmであることが挙げられる。 The thickness of the steel sheet is not particularly limited, but for example, it may be 55 mm or more, and it may be 55 mm to 80 mm.
次に、本実施形態に係る鋼板を得るための好ましい製造方法について説明する。 Next, a preferable manufacturing method for obtaining the steel sheet according to the present embodiment will be described.
本実施形態に係る鋼板の好ましい製造方法は、
二次精錬前にAl添加による予備脱酸を行い、その後、減圧雰囲気の二次精錬において、溶存酸素量を質量%で、0.0005%〜0.0050%に調整した溶鋼へ、Ti添加後Zrの順に添加、Zr添加後Tiの順に添加、または、TiとZrとを同時に添加、のいずれか一つの添加順序で、TiとZrとを添加した後、Ti及びZr添加後の溶鋼を鋳造して、鋳片を得る鋳造工程と、
前記鋳造工程後の鋼片を、1000℃〜1150℃の温度域で加熱する加熱工程と、
前記加熱工程後の鋼片を、650℃〜850℃の温度域で圧延を開始し、累積圧下率が50%以上、仕上圧延完了から1sec後の温度が圧延開始温度−80℃〜圧延開始温度+80℃となる圧延を実施する圧延工程と、
前記圧延工程後の鋼板を、650℃〜850℃の温度域であるときに水冷を開始し、鋼板表面から5mm位置および1/4位置の冷却速度を3℃/sec〜30℃/secかつ、表面温度が500℃以下の温度域で水冷を停止する冷却工程と、
を有する。なお、鋳片(鋼片)は、前述の化学組成を有する。
以下、各工程について説明する。
A preferred method for producing a steel sheet according to this embodiment is
Pre-deoxidation by adding Al is performed before the secondary refining, and then in the secondary refining in a reduced pressure atmosphere, after adding Ti to the molten steel in which the amount of dissolved oxygen is adjusted to 0.0005% to 0.0050% by mass%. Add Ti and Zr in the order of Zr, add Ti in the order of Zr, or add Ti and Zr at the same time. After adding Ti and Zr, cast molten steel after adding Ti and Zr. And the casting process to obtain the slab,
A heating step of heating the steel pieces after the casting step in a temperature range of 1000 ° C. to 1150 ° C.
Rolling of the steel pieces after the heating step is started in a temperature range of 650 ° C. to 850 ° C., the cumulative rolling reduction ratio is 50% or more, and the temperature 1 sec after the completion of finish rolling is the rolling start temperature -80 ° C to the rolling start temperature. A rolling process that carries out rolling at + 80 ° C and
Water cooling of the steel sheet after the rolling step was started when the temperature range was 650 ° C. to 850 ° C., and the cooling rates at 5 mm and 1/4 positions from the surface of the steel sheet were 3 ° C./sec to 30 ° C./sec. A cooling process that stops water cooling in a temperature range where the surface temperature is 500 ° C or less,
Have. The slab (steel piece) has the above-mentioned chemical composition.
Hereinafter, each step will be described.
(鋳造工程)
本実施形態に係る鋼板を得るには、前述のように、Al添加による予備脱酸を行い、その後の脱酸開始前の溶存酸素量を制御する。
具体的には、減圧雰囲気の二次精錬において、溶存酸素量を質量%で、0.0005%〜0.0050%に調整した溶鋼に、TiとZrとを添加する。TiとZrとを添加する順序は特に限定されない。
(Casting process)
In order to obtain the steel sheet according to the present embodiment, as described above, preliminary deoxidation by adding Al is performed, and the amount of dissolved oxygen before the start of deoxidation thereafter is controlled.
Specifically, Ti and Zr are added to molten steel in which the amount of dissolved oxygen is adjusted to 0.0005% to 0.0050% by mass in the secondary refining in a reduced pressure atmosphere. The order in which Ti and Zr are added is not particularly limited.
例えば、TiとZrとを添加する順序は、Ti添加後Zrを添加する順序の場合、溶存酸素量を質量%で、0.0005%〜0.0050%に調整した溶鋼へTiを添加し、Ti添加後の溶鋼中の溶存酸素量を質量%で、0.0005%〜0.0050%に調整した後、Zrを添加する。
また、TiとZrとを添加する順序が、Zr添加後Tiを添加する順序の場合、溶存酸素量を質量%で、0.0005%〜0.0050%に調整した溶鋼へZrを添加し、Zr添加後の溶鋼中の溶存酸素量を質量%で、0.0005%〜0.0050%以下に調整した後、Tiを添加する。
さらに、TiとZrとを添加する順序が、TiとZrとを同時に添加する順序の場合、溶存酸素量を質量%で、0.0005%〜0.0050%調整した溶鋼に、TiとZrを同時に添加する。
なお、二次精錬を行う方法は、特に限定されないが、例えば、RH(Ruhrstahl−Heraeus)による方法が挙げられる。
For example, in the order of adding Ti and Zr, in the case of adding Zr after adding Ti, Ti is added to the molten steel in which the amount of dissolved oxygen is adjusted to 0.0005% to 0.0050% in mass%. After adjusting the amount of dissolved oxygen in the molten steel after the addition of Ti to 0.0005% to 0.0050% by mass, Zr is added.
When the order of adding Ti and Zr is the order of adding Ti after adding Zr, Zr is added to the molten steel in which the amount of dissolved oxygen is adjusted to 0.0005% to 0.0050% in mass%. After adjusting the amount of dissolved oxygen in the molten steel after adding Zr to 0.0005% to 0.0050% or less in mass%, Ti is added.
Further, when the order of adding Ti and Zr is the order of adding Ti and Zr at the same time, Ti and Zr are added to the molten steel in which the amount of dissolved oxygen is adjusted by mass% by 0.0005% to 0.0050%. Add at the same time.
The method for performing the secondary refining is not particularly limited, and examples thereof include a method using RH (Rhesus factor-Heraeus).
鋳片(鋼片)を得る方法としては、例えば、次にようにして得る方法が挙げられる。
例えば、転炉精錬後に、Al添加による予備脱酸を行う。その後、真空精錬装置または不活性ガス中での精錬装置によって行われる減圧雰囲気下の二次精錬において、溶鋼の溶存酸素量を質量%で、0.0005%〜0.0050%の範囲に調整する。その後、TiとZrとを所定の順序で添加し、前述の化学組成となるように溶鋼を調整する。そして、連続鋳造等により鋳片(鋼片)を得る。
なお、前述の各元素の添加方法については、化学組成が上記条件を満足するように鋼板に含有できる方法であれば、特に限定されるものではない。
Examples of the method for obtaining the slab (steel piece) include the method for obtaining the slab (steel piece) as follows.
For example, after refining in a converter, preliminary deoxidation by adding Al is performed. Then, in the secondary refining under a reduced pressure atmosphere performed by a vacuum refining device or a refining device in an inert gas, the dissolved oxygen content of the molten steel is adjusted in the range of 0.0005% to 0.0050% in mass%. .. After that, Ti and Zr are added in a predetermined order to adjust the molten steel so as to have the above-mentioned chemical composition. Then, a slab (steel piece) is obtained by continuous casting or the like.
The method for adding each element described above is not particularly limited as long as the chemical composition can be contained in the steel sheet so as to satisfy the above conditions.
続いて、本実施形態に係る鋼板を製造するための各工程の好適な条件について説明する。 Subsequently, suitable conditions of each step for manufacturing the steel sheet according to the present embodiment will be described.
(加熱工程)
まず、上記で説明した所定の化学組成を有する鋼片を1000℃〜1150℃で加熱し、その加熱温度で一定時間保持する。保持時間は微量合金元素(例えば、Nbを含む場合はNb)が均一に固溶すればよく、特に規定はしないが、例えば、30分〜500分の間で行うことがよい。なお、保持時間とは設定した炉温に対して、20℃低い温度に達してから抽出するまでの時間とする。また、加熱温度とはその間の平均温度と定義する。
(Heating process)
First, a steel piece having a predetermined chemical composition described above is heated at 1000 ° C. to 1150 ° C. and held at that heating temperature for a certain period of time. The holding time may be a trace alloy element (for example, Nb when Nb is contained) may be uniformly dissolved in a solid solution, and is not particularly specified, but may be, for example, between 30 minutes and 500 minutes. The holding time is the time from reaching a temperature 20 ° C. lower than the set furnace temperature to extraction. The heating temperature is defined as the average temperature during that period.
(圧延工程)
次に、加熱工程を経た後の鋼片に圧延を行う。まず、加熱で生成したγ粒(オーステナイト粒)を再結晶により効果的に微細化するため、鋼片に粗圧延を行う。粗圧延は、900℃以上の温度域で圧延を行うとよい。
(Rolling process)
Next, the steel pieces that have undergone the heating step are rolled. First, in order to effectively refine the γ grains (austenite grains) generated by heating by recrystallization, the steel pieces are roughly rolled. Rough rolling is preferably performed in a temperature range of 900 ° C. or higher.
粗圧延を施した後、引き続き、鋼板に仕上圧延を行う。この工程は、アレスト性に寄与する有効結晶粒径、フェライト分率および硬さ分布を決める極めて重要な工程である。 After rough rolling, finish rolling is continuously performed on the steel sheet. This step is an extremely important step for determining the effective crystal grain size, ferrite fraction and hardness distribution that contribute to arrestability.
仕上圧延は、仕上圧延の1sec前の板表面温度(以下、「圧延開始温度」と称する場合がある。)が650℃〜850℃の温度域で圧延を開始する。そして、この温度域で、圧下率50%以上、圧延完了から1sec後の温度(以下、「仕上温度」と称する場合がある。)が圧延開始温度−80℃〜圧延開始温度+80℃となるように仕上圧延を実施する。 In the finish rolling, rolling is started in a temperature range in which the plate surface temperature 1 sec before the finish rolling (hereinafter, may be referred to as “rolling start temperature”) is 650 ° C to 850 ° C. Then, in this temperature range, the rolling reduction rate is 50% or more, and the temperature 1 sec after the completion of rolling (hereinafter, may be referred to as “finishing temperature”) is from the rolling start temperature of −80 ° C. to the rolling start temperature of + 80 ° C. Finish rolling is carried out.
圧延開始温度の下限は、好ましくは680℃、より好ましくは700℃である。圧延開始温度の上限は、好ましくは830℃、より好ましくは800℃である。圧延開始温度が650℃以上であると強度を確保しやすくなり、850℃以下であるとアレスト性および母材靱性を確保しやすくなる。 The lower limit of the rolling start temperature is preferably 680 ° C, more preferably 700 ° C. The upper limit of the rolling start temperature is preferably 830 ° C, more preferably 800 ° C. When the rolling start temperature is 650 ° C. or higher, it becomes easy to secure the strength, and when it is 850 ° C. or lower, it becomes easy to secure the arrest property and the base metal toughness.
仕上温度の好ましい範囲は、圧延開始温度−50℃〜圧延開始温度+50℃の範囲、より好ましい範囲は、圧延開始温度−40℃〜圧延開始温度+40℃の範囲である。 The preferred range of the finishing temperature is the range of rolling start temperature −50 ° C. to rolling start temperature + 50 ° C., and the more preferable range is the range of rolling start temperature −40 ° C. to rolling start temperature + 40 ° C.
圧下率の下限は、好ましくは55%以上、より好ましくは57%以上、さらに好ましくは60%以上である。上限は特に制限はないが、冷却開始温度が低温となりすぎることを防ぐために、圧下率は80%以下とすることがよい。
なお、圧延工程における圧下率は、仕上圧延における累積圧下率を表す。累積圧下率とは、所定の温度範囲にある複数パスにおいて、(最初のパスの入側板厚−最後のパスの出側板厚)/最初のパスの入側板厚)×100(%)で表される。
The lower limit of the reduction rate is preferably 55% or more, more preferably 57% or more, still more preferably 60% or more. The upper limit is not particularly limited, but the reduction rate is preferably 80% or less in order to prevent the cooling start temperature from becoming too low.
The reduction rate in the rolling process represents the cumulative reduction rate in finish rolling. The cumulative reduction rate is expressed as (inside plate thickness of the first pass-outside plate thickness of the last pass) / entry side plate thickness of the first pass) × 100 (%) in a plurality of passes in a predetermined temperature range. NS.
(冷却工程)
仕上圧延完了後は、板表面温度が650℃〜850℃の温度から水冷を開始し、鋼板表面から5mm位置および1/4位置の冷却速度を3℃/sec〜30℃/sec、かつ、表面温度が500℃以下の温度域で水冷を停止する。
冷却開始温度が650℃以上であると母材強度が確保しやすくなる。仕上圧延を行う温度(仕上圧延温度)が850℃以下であると、仕上圧延温度が高くなりすぎず、母材靱性を確保しやすくなる。
また、鋼板表面から5mm位置および1/4位置の冷却速度が、3℃/sec以上だと母材強度が確保しやすくなる。また、30℃/sec以下であると硬さ分布を制御し得るため、鋼板表面から5mm位置および1/4位置との硬度が過剰とならず、アレスト性が確保しやすくなる。
なお、鋼板表面から5mm位置および1/4位置の冷却速度は、例えば、冷却水量および通板速度等の調整によって制御し得る。冷却速度は、冷却水量、通板速度、鋼板の熱伝導率などから、計算によって算出できる。
(Cooling process)
After the finish rolling is completed, water cooling is started from a plate surface temperature of 650 ° C to 850 ° C, and the cooling rates at 5 mm and 1/4 positions from the steel plate surface are 3 ° C / sec to 30 ° C / sec and the surface. Water cooling is stopped in a temperature range of 500 ° C. or lower.
When the cooling start temperature is 650 ° C. or higher, it becomes easy to secure the strength of the base metal. When the temperature at which finish rolling is performed (finish rolling temperature) is 850 ° C. or lower, the finish rolling temperature does not become too high, and it becomes easy to secure the toughness of the base metal.
Further, when the cooling rate at the position 5 mm and the position 1/4 from the surface of the steel sheet is 3 ° C./sec or more, it becomes easy to secure the strength of the base metal. Further, when the temperature is 30 ° C./sec or less, the hardness distribution can be controlled, so that the hardness at the 5 mm position and the 1/4 position from the steel sheet surface does not become excessive, and it becomes easy to secure the arrest property.
The cooling speed at the 5 mm position and the 1/4 position from the surface of the steel plate can be controlled by, for example, adjusting the amount of cooling water, the plate passing speed, and the like. The cooling rate can be calculated by calculation from the amount of cooling water, the plate passing speed, the thermal conductivity of the steel plate, and the like.
さらに、冷却停止温度が500℃以下であると、強度が確保しやすくなり、有効結晶粒径が微細化されやすくなる。又はパーライトが5%以下の範囲で生成することで、アレスト性が確保しやすくなる。
以上の製造方法により、本実施形態に係る鋼板が得られる。
Further, when the cooling shutdown temperature is 500 ° C. or lower, the strength is easily secured and the effective crystal particle size is easily refined. Alternatively, by generating pearlite in the range of 5% or less, it becomes easy to secure the arrest property.
The steel sheet according to the present embodiment can be obtained by the above manufacturing method.
(熱処理工程)
本実施形態に係る鋼板の好ましい製造方法は、さらに、冷却工程後の鋼板に、300℃〜600℃の温度で再加熱する熱処理工程を有していてもよい。
熱処理工程は、鋼板の強度および靱性を調整するために、冷却工程を経た鋼板に対して、再加熱(焼戻し熱処理)を行う工程である。再加熱温度が300℃以上であると、延性および靱性が改善されやすくなり、600℃以下であると、アレスト性の低下が抑制され得る。熱処理温度の下限は400℃としてもよい。
(Heat treatment process)
A preferred method for producing a steel sheet according to the present embodiment may further include a heat treatment step of reheating the steel sheet after the cooling step at a temperature of 300 ° C. to 600 ° C.
The heat treatment step is a step of reheating (tempering heat treatment) the steel sheet that has undergone the cooling step in order to adjust the strength and toughness of the steel sheet. When the reheating temperature is 300 ° C. or higher, ductility and toughness are likely to be improved, and when the reheating temperature is 600 ° C. or lower, the decrease in arrestability can be suppressed. The lower limit of the heat treatment temperature may be 400 ° C.
なお、本実施形態に係る鋼板の製造方法は、上述の製造方法に限定されない。鋼板の製造方法が上述以外の製造方法であっても、その鋼板が規定範囲内にあれば、その鋼板は、本実施形態に係る鋼板の範囲に包含されると見なされる。 The method for manufacturing the steel sheet according to the present embodiment is not limited to the above-mentioned manufacturing method. Even if the manufacturing method of the steel sheet is a manufacturing method other than the above, if the steel sheet is within the specified range, the steel sheet is considered to be included in the range of the steel sheet according to the present embodiment.
以下、本発明を実施例によってさらに詳細に説明するが、下記実施例は本発明を限定する性質のものではなく、前記または後記した趣旨に適合し得る範囲で適用に変更して実施することも可能であり、それらはいずれも本発明の技術範囲に含まれる。 Hereinafter, the present invention will be described in more detail by way of examples, but the following examples are not of a nature limiting the present invention, and may be changed to an application within a range that can be adapted to the above-mentioned or later gist. It is possible, and they are all within the scope of the present invention.
表1、表2に、鋼板の化学成分を示す。ここで、Sol.Zrは酸可溶性Zrであることを表す。表1、表2中、Sol.Zrが「−」で表される箇所は、電解抽出残渣分析法によりSol.Zrが測定されなかったことを示す。そして、Insol.Zrは酸不溶性Zrであることを表す。Insol.Zr量は、Zr量からSol.Zr量を引き算することにより求めることができる。Insol.Alは酸不溶性Alであることを示す。Insol.Alは、Insol.Zrと同様の方法で測定した。すなわち、Sol.AlとAl量を測定し、Al量からSol.Al量を引き算することで求めた。BasBNは、既述の式(2)により求め、BFは既述の式(1)により求め、Ceq.は既述の式(3)により求めた。 Tables 1 and 2 show the chemical composition of the steel sheet. Here, Sol. Zr represents an acid-soluble Zr. In Tables 1 and 2, Sol. The part where Zr is represented by "-" is Sol. Indicates that Zr was not measured. And Insol. Zr represents an acid-insoluble Zr. Insol. The amount of Zr is determined from the amount of Zr. It can be obtained by subtracting the amount of Zr. Insol. Al indicates that it is acid-insoluble Al. Insol. Al is Insol. It was measured by the same method as Zr. That is, Sol. Al and the amount of Al were measured, and Sol. It was obtained by subtracting the amount of Al. B asBN is obtained by the above-mentioned equation (2), BF is obtained by the above-mentioned equation (1), and Ceq. Was obtained by the above-mentioned equation (3).
表3、表4に、RH真空精錬設備でのTi添加1分前の溶存酸素量、Zr添加1分前の溶存酸素量、TiとZrの同時添加1分前の溶存酸素量、及びTi、Zrの添加順序を示す。なお、Ti、Zr添加順序では、Ti、Zrは、Tiの次にZrを添加した場合、Zr、Tiは、Zrの次にTiを添加した場合、同時添加は、ZrとTiを同時に添加した場合を示している。なお、表3、表4中において、鋼55はAlによる予備脱酸を行わなかった。すなわち、鋼55以外の全ての鋼は、Alによる予備脱酸を行った。
さらに、加熱条件、圧延条件、冷却条件、および熱処理条件(テンパー温度)を示す。
Tables 3 and 4 show the amount of dissolved oxygen 1 minute before the addition of Ti in the RH vacuum refining facility, the amount of dissolved oxygen 1 minute before the addition of Zr, the amount of dissolved oxygen 1 minute before the simultaneous addition of Ti and Zr, and Ti. The order of addition of Zr is shown. In the order of addition of Ti and Zr, when Zr was added after Ti for Ti and Zr, when Ti was added after Zr for Zr and Ti, Zr and Ti were added at the same time for simultaneous addition. Shows the case. In Tables 3 and 4, the steel 55 was not pre-deoxidized with Al. That is, all the steels other than the steel 55 were pre-deoxidized with Al.
Further, heating conditions, rolling conditions, cooling conditions, and heat treatment conditions (temper temperature) are shown.
表5、表6に、板厚、有効結晶粒径、フェライト分率、ベイナイト分率、パーライト分率、MA分率、アレスト性指標AI、第一の酸化物の個数密度、および第二の酸化物の個数割合を示す。また、母材強度、母材靱性、溶接条件(入熱)、およびHAZ靱性を示す。
なお、表5,6中、「α分率」はフェライトの面積分率を、「B分率」はベイナイトの面積分率を、「P分率」はパーライトの面積分率を、「MA分率」はマルテンサイト・オーステナイト混合物の分率を、それぞれ表す。
また、「5%≦Al2O3≦50%かつ50%≦Ti2O3+ZrO2≦95%の0.5μm〜10μmの酸化物」は第一の酸化物を表し、「個数密度」は第一の酸化物の個数密度を表す。
「特定酸化物」は、第一の酸化物の有する第二の酸化物を表し、「特定酸化物の個数割合」は、第一の酸化物に対する第二の酸化物の個数割合を表す。
「表下5」は、鋼板表面5mm部を、「t/4」は、板厚方向のt/4部を、それぞれ表す。
Tables 5 and 6 show the plate thickness, effective grain size, ferrite fraction, bainite fraction, pearlite fraction, MA fraction, arrest property index AI, number density of the first oxide, and second oxidation. Shows the number ratio of objects. It also shows the strength of the base metal, the toughness of the base metal, the welding conditions (heat input), and the HAZ toughness.
In Tables 5 and 6, "α fraction" is the area fraction of ferrite, "B fraction" is the area fraction of bainite, "P fraction" is the area fraction of pearlite, and "MA fraction". "Ratio" represents the fraction of the martensite-austenite mixture, respectively.
Further, "0.5 μm to 10 μm oxide of 5% ≤ Al 2 O 3 ≤ 50% and 50% ≤ Ti 2 O 3 + ZrO 2 ≤ 95 %" represents the first oxide, and "number density" is Represents the number density of the first oxide.
The "specific oxide" represents the second oxide of the first oxide, and the "number ratio of the specific oxide" represents the number ratio of the second oxide to the first oxide.
“5 below the table” represents a 5 mm portion of the steel sheet surface, and “t / 4” represents a t / 4 portion in the plate thickness direction.
鋼板の化学成分が表1、表2に示す値となるように、溶製して得られた鋼片を、表3、4に示す各条件(加熱、圧延、冷却、熱処理)により、板厚55mm〜80mmの各鋼板を製造した。 The steel pieces obtained by melting are subjected to the conditions (heating, rolling, cooling, heat treatment) shown in Tables 3 and 4 so that the chemical composition of the steel sheet has the values shown in Tables 1 and 2. Each steel plate of 55 mm to 80 mm was manufactured.
鋼1〜鋼27が実施例、鋼28〜鋼55が比較例である。
鋼は、400トン転炉溶製し、Al添加による予備脱酸を行った後、表3、表4に示す値となるように、RH(Ruhrstahl−Heraeus)による2次精錬の真空脱ガス処理時に脱酸を行った。そして、Ti、Zr投入前に溶存酸素を調整し、その後、Ti、Zrを添加し脱酸を行い、連続鋳造により280mm〜360mm厚鋳片に鋳造した。その後、表3、表4に示す条件で、加熱、圧延、及び冷却の各工程を経て、板厚55mm〜80mmの鋼板として製造した。その後、材質調整のため、必要に応じて、熱処理を実施した。熱処理時のテンパー温度は、300℃から600℃までの範囲の条件で行った。
得られた鋼板を溶接して、各試験に供した。溶接条件の入熱は、40kJ/mm〜60kJ/mmとした。
Steels 1 to 27 are examples, and steels 28 to 55 are comparative examples.
Steel is melted in a 400-ton converter, pre-deoxidized by adding Al, and then vacuum degassed by secondary refining by RH (Rhesstahl-Heraeus) so as to have the values shown in Tables 3 and 4. Occasionally deoxidized. Then, the dissolved oxygen was adjusted before the addition of Ti and Zr, and then Ti and Zr were added to perform deoxidation, and the slab was cast into a slab having a thickness of 280 mm to 360 mm by continuous casting. Then, under the conditions shown in Tables 3 and 4, the steel sheet was manufactured as a steel sheet having a thickness of 55 mm to 80 mm through each step of heating, rolling, and cooling. Then, heat treatment was carried out as necessary to adjust the material. The temper temperature during the heat treatment was in the range of 300 ° C. to 600 ° C.
The obtained steel sheet was welded and subjected to each test. The heat input under the welding conditions was 40 kJ / mm to 60 kJ / mm.
有効結晶粒径、パーライト分率、フェライト分率、ベイナイト分率、およびMA分率は以下の手順により測定した。
まず、有効結晶粒径の測定方法について説明する。鋼板の幅中央、鋼板表面5mm部と板厚方向の1/4位置から試験片を採取し、圧延方向と垂直な面を鏡面研磨し、その面をEBSD法により、500μm×500μmの領域を1μmピッチで測定した。隣接粒との結晶方位差が15°以上の境界を結晶粒界と定義し、結晶粒界に囲まれた領域の円相当径(直径)の加重平均を有効結晶粒径とした。加重平均は、前述の式(13)により求めた。
The effective grain size, pearlite fraction, ferrite fraction, bainite fraction, and MA fraction were measured by the following procedure.
First, a method for measuring the effective crystal grain size will be described. Specimens were collected from the center of the width of the steel sheet, 5 mm on the surface of the steel sheet, and 1/4 of the thickness direction, and the surface perpendicular to the rolling direction was mirror-polished. Measured at pitch. A boundary having a crystal orientation difference of 15 ° or more from adjacent grains was defined as a crystal grain boundary, and the weighted average of the equivalent circle diameter (diameter) of the region surrounded by the crystal grain boundaries was defined as the effective crystal grain size. The weighted average was calculated by the above equation (13).
パーライト分率は、鋼板の幅中央、板厚方向の1/4位置から試験片を採取し、圧延方向と垂直な面を鏡面研磨し、ナイタール腐食し、光学顕微鏡を用いて、500倍の倍率で4視野撮影し、各視野のパーライト分率を求め、その平均値をパーライト分率とした。なお、1つの視野の大きさは、200μm×200μmである。また、パーライトは、ナイタール腐食した際、塊状の黒色に見えるものとし、画像解析を行うことによって求めた。
MA分率は、鋼板の幅中央、板厚方向の1/4位置から試験片を採取し、圧延方向と垂直な面を鏡面研磨し、レペラー腐食し、光学顕微鏡を用いて、500倍の倍率で4視野撮影し、各視野のMA分率を求め、その平均値をMA分率とした。なお、1つの視野の大きさは、200μm×200μmである。また、MAは、レペラー腐食した際、塊状の白色に見えるものとし、画像解析を行うことによって求めた。
フェライトは、先のEBSD法により測定した測定点同士が第一近接する場合のKAM(Kernel Average Misorientation)値が、1°以下である部分とし、このフェライトの面積分率を、鋼板表面5mm部、t/4部のそれぞれの部位毎に対して求めた。
ベイナイト分率は、パーライト分率とフェライト分率の残部とした。
For the pearlite fraction, a test piece is taken from the center of the width of the steel plate and 1/4 of the plate thickness direction, the surface perpendicular to the rolling direction is mirror-polished, nital corroded, and a magnification of 500 times is used using an optical microscope. Four fields of view were photographed with, the pearlite fraction of each field of view was obtained, and the average value was taken as the pearlite fraction. The size of one field of view is 200 μm × 200 μm. In addition, pearlite was determined to appear as a lumpy black color when it was corroded by nital, and was obtained by performing image analysis.
For the MA fraction, the test piece is taken from the center of the width of the steel sheet and 1/4 of the thickness direction, the surface perpendicular to the rolling direction is mirror-polished, the repeller is corroded, and the magnification is 500 times using an optical microscope. 4 fields of view were photographed with, the MA fraction of each field of view was obtained, and the average value was taken as the MA fraction. The size of one field of view is 200 μm × 200 μm. Further, MA was determined by performing image analysis on the assumption that it looks like a lumpy white color when the repeller is corroded.
Ferrite is a portion where the KAM (Kernel Average Measurement) value is 1 ° or less when the measurement points measured by the above EBSD method are first close to each other, and the surface integral of this ferrite is defined as 5 mm portion of the steel plate surface. It was calculated for each part of t / 4 part.
The bainite fraction was the balance of the pearlite fraction and the ferrite fraction.
介在物調査は以下の手順により測定した。まず、鋼板の幅中央、板厚方向の1/4位置から板厚方向12mm×板幅方向12mm×圧延方向70mmの熱サイクル試験片を採取した。そして、1400℃で23秒間加熱保持した後、冷速1℃/secの条件で冷却した鋼板の圧延方向と垂直な方向の断面を研磨した。
介在物の個数密度は、鏡面研磨ままの熱サイクル試験片の表面をJEOL製「JXA−8530F」を用いて、SEM/EDX(走査型電子顕微鏡/エネルギー分散型X線分光法)解析により測定した。観察条件は、加速電圧15kV、電流を89μA〜91μA、観察視野面積を90mm2〜100mm2、分析個数を500個以上とした。分析対象元素は、O、Ti、Zr、及びAlとした。
図1に観察結果の一例を示す。図1中、12は観察した介在物である。表7に、図1に示す介在物を分析した際の対象元素毎の質量%を示す。なお、O、Ti、Zr、Alの質量%を合計すると100%となる。ここで、Oの質量%が1.0質量%以上の介在物を酸化物とした。そして、これらの元素による単独酸化物、Ti2O3、ZrO2、及びAl2O3を仮定したときの各元素の酸化物の質量換算値を下記式(7)〜下記式(9)から算出した。
Ti2O3=Ti×3.003・・・(7)
ZrO2=Zr×1.351・・・(8)
Al2O3=Al×3.779・・・(9)
表8に各元素の酸化物の質量換算値を示す。
The inclusion survey was measured by the following procedure. First, a thermodynamic cycle test piece having a thickness direction of 12 mm, a plate width direction of 12 mm, and a rolling direction of 70 mm was collected from the center of the width of the steel plate and a 1/4 position in the plate thickness direction. Then, after heating and holding at 1400 ° C. for 23 seconds, the cross section of the steel sheet cooled at a cooling speed of 1 ° C./sec in the direction perpendicular to the rolling direction was polished.
The number density of inclusions was measured by SEM / EDX (scanning electron microscope / energy dispersive X-ray spectroscopy) analysis using "JXA-8530F" manufactured by JEOL on the surface of the thermodynamic cycle test piece as it was mirror-polished. .. The observation conditions were an acceleration voltage of 15 kV, a current of 89 μA to 91 μA, an observation field area of 90
FIG. 1 shows an example of the observation result. In FIG. 1, 12 is the observed inclusions. Table 7 shows the mass% of each target element when the inclusions shown in FIG. 1 were analyzed. The total mass% of O, Ti, Zr, and Al is 100%. Here, inclusions having a mass% of O of 1.0% by mass or more were used as oxides. Then, the mass conversion values of the oxides of each element assuming the single oxides of these elements, Ti 2 O 3 , ZrO 2 , and Al 2 O 3, are calculated from the following formulas (7) to (9). Calculated.
Ti 2 O 3 = Ti × 3.003 ... (7)
ZrO 2 = Zr × 1.351 ... (8)
Al 2 O 3 = Al × 3.779 ... (9)
Table 8 shows the mass conversion values of the oxides of each element.
これらの合計に対して、平均組成として、Al2O3(Al酸化物)の含有割合(%)が5%〜50%、ZrO2(Zr酸化物)とTi2O3(Ti酸化物)の含有割合(%)の合計が50%〜95%を満足する酸化物で、この酸化物の円相当径が0.5μm以上10μm以下である酸化物の個数密度を求めた。
Ti2O3の含有割合(%)=Ti2O3/(Ti2O3+ZrO2+Al2O3)・・・(10)
ZrO2の含有割合(%)=ZrO2/(Ti2O3+ZrO2+Al2O3)・・・(11)
Al2O3の含有割合(%)=Al2O3/(Ti2O3+ZrO2+Al2O3)・・・(12)
この計算結果を、表9に示す。
As an average composition with respect to these totals, the content ratio (%) of Al 2 O 3 (Al oxide) is 5% to 50%, and ZrO 2 (Zr oxide) and Ti 2 O 3 (Ti oxide). The number density of oxides in which the total content ratio (%) of the oxides is 50% to 95% and the equivalent circle diameter of the oxides is 0.5 μm or more and 10 μm or less was determined.
Ti 2 O 3 content ratio (%) = Ti 2 O 3 / (Ti 2 O 3 + ZrO 2 + Al 2 O 3 ) ... (10)
ZrO 2 content ratio (%) = ZrO 2 / (Ti 2 O 3 + ZrO 2 + Al 2 O 3 ) ... (11)
Al 2 O 3 content ratio (%) = Al 2 O 3 / (Ti 2 O 3 + ZrO 2 + Al 2 O 3 ) ... (12)
The calculation results are shown in Table 9.
次に、平均組成として、Al2O3(Al酸化物)の含有割合(%)が5%〜50%、ZrO2(Zr酸化物)とTi2O3(Ti酸化物)の含有割合(%)の合計が50%〜95%を満足する酸化物の表面の組成分析を行った。 Next, as an average composition, the content ratio (%) of Al 2 O 3 (Al oxide) is 5% to 50%, and the content ratio of ZrO 2 (Zr oxide) and Ti 2 O 3 (Ti oxide) ( %) The composition of the surface of the oxide satisfying 50% to 95% in total was analyzed.
前記の熱サイクル試験片に選択的定電位電解エッチング法を施し、JEOL製「JXA−8530F」を用いて、SEM/EDX(走査型電子顕微鏡/エネルギー分散型X線分光法)解析により測定した。観察条件は、加速電圧15kV、電流を89μA〜91μA、観察視野面積を90mm2〜100mm2、分析個数を30個とした。分析対象元素は、O、Ti、Zr、及びAlとした。
The thermal cycle test piece was subjected to a selective constant potential electrolytic etching method, and measured by SEM / EDX (scanning electron microscope / energy dispersive X-ray spectroscopy) analysis using "JXA-8530F" manufactured by JEOL. The observation conditions were an acceleration voltage of 15 kV, a current of 89 μA to 91 μA, an observation field area of 90
図2に観察結果の一例を示す。図2中、11は地鉄、12は介在物を表し、Aは介在物12における領域A、Bは介在物12における領域B、Cは介在物12における領域Cを表す(以下、符号は省略する。)。地鉄(背景)に対して色調の明暗差(コントラスト)により粒状に見える介在物にも、種々のコントラストが観察される。これは、介在物の組成が場所によって異なることを意味している。そこで、各コントラストを有する領域を組成分析した。
FIG. 2 shows an example of the observation result. In FIG. 2, 11 represents a base iron, 12 represents an inclusion, A represents a region A in the
表10に、図2に示す介在物を分析した際の対象元素毎の質量%を示す。表11に、そして、Ti2O3、ZrO2、及びAl2O3を仮定したときの各元素の酸化物の質量換算値について、式(7)〜式(9)を用いて求めた結果を示す。表12に、各元素の酸化物の質量換算値をAl2O3、ZrO2、およびTi2O3の含有割合(%)について、式(10)〜式(12)を用いて求めた結果を示す。図2に示す酸化物は、領域Aおよび領域Cを構成する酸化物がAl酸化物の質量換算値の含有割合として20%以下、およびZr酸化物とTi酸化物の質量換算値の含有割合の合計として80%以上であり、地鉄と接する長さの割合が5%以上であった。 Table 10 shows the mass% of each target element when the inclusions shown in FIG. 2 were analyzed. Table 11 shows the results obtained by using equations (7) to (9) for the mass conversion values of the oxides of each element assuming Ti 2 O 3 , ZrO 2 , and Al 2 O 3. Is shown. Table 12 shows the results obtained by calculating the mass conversion value of the oxide of each element for the content ratio (%) of Al 2 O 3 , ZrO 2 , and Ti 2 O 3 using the formulas (10) to (12). Is shown. In the oxides shown in FIG. 2, the oxides constituting the region A and the region C are 20% or less as the content ratio of the mass conversion value of Al oxide, and the content ratio of the mass conversion value of Zr oxide and Ti oxide. The total was 80% or more, and the ratio of the length in contact with the base iron was 5% or more.
同様の解析を残りの29個の介在物に対して行い、Al酸化物の質量換算値の含有割合が20%以下、およびZr酸化物とTi酸化物の質量換算値の含有割合の合計が80%以上の酸化物の地鉄と接する長さの割合を求めた。さらに、分析した30個の酸化物のうち、Al酸化物の質量換算値の含有割合が20%以下、およびZr酸化物とTi酸化物の質量換算値の含有割合の合計が80%以上であり、地鉄と接する長さの割合が5%以上を満足する酸化物の個数を測定し、その個数割合を求めた。 A similar analysis was performed on the remaining 29 inclusions, and the mass-converted content of Al oxide was 20% or less, and the total mass-converted content of Zr oxide and Ti oxide was 80. The ratio of the length of the oxide in contact with the base iron of% or more was calculated. Further, among the 30 oxides analyzed, the content ratio of the mass-converted value of Al oxide is 20% or less, and the total content ratio of the mass-converted value of Zr oxide and Ti oxide is 80% or more. , The number of oxides in which the ratio of the length in contact with the base iron satisfies 5% or more was measured, and the number ratio was determined.
母材靱性は、JIS Z 2242(2005)に準拠し、板厚方向の1/4位置で、圧延方向に対して平行方向から2mmVノッチシャルピー試験片を採取した。試験片を0℃〜−140℃の範囲で、3回ずつ試験を実施して、脆性延性遷移温度(vTrs)を求めた。vTrsが−40℃以下のものを母材靱性に優れるとした。
母材強度は、JIS Z 2241(2011)に準拠し、板厚方向の1/4位置で、圧延方向に対して垂直方向から引張試験片を採取した。引張試験片の各2本を試験測定し、その平均値を求めた。引張試験片は、JIS Z 2241(2011)の4号試験片とした。
The toughness of the base metal was in accordance with JIS Z 2242 (2005), and a 2 mm V notch Charpy test piece was collected from a direction parallel to the rolling direction at a 1/4 position in the plate thickness direction. The test piece was tested three times in the range of 0 ° C. to −140 ° C. to determine the brittle ductile transition temperature (vTrs). Those having vTrs of -40 ° C or less were considered to have excellent base material toughness.
The strength of the base metal was in accordance with JIS Z 2241 (2011), and tensile test pieces were collected from the direction perpendicular to the rolling direction at a position of 1/4 in the plate thickness direction. Each of the two tensile test pieces was tested and measured, and the average value was calculated. The tensile test piece was JIS Z 2241 (2011) No. 4 test piece.
HAZ靱性は、ISO 15653(2010)に準じて評価した。まず、溶接方向が幅方向に対して平行になるように(圧延方向と直角な方向になるように)、開先加工を実施し、2電極簡易エレクトロガスアーク溶接を行った。溶接は、開先形状の開先角度が20°、開先形状の先端部の間隔が10mmの条件で、裏当て材として、SB−60VT(日鐵住金溶接工業社製)を用いながら、溶接ワイヤとして、EG−47T(日鐵住金溶接工業社製)を用いて行った。溶接時の入熱量は、40kJ/mm〜60kJ/mmとした。
そして、ISO 15653(2010)に準じて、溶接線を3点曲げ、亀裂開口変位試験(CTOD;Crack Tip Opening Displacement試験)片のノッチ位置とするCTOD試験片を採取し、−10℃における開口変位値(CTOD値δ−10)を測定した。試験は、3本の試験片について行い、δ−10の最小値が0.15mm以上のものを、溶接継手のHAZ靱性に優れると評価した。表では、δ−10の最小値を記載した。
HAZ toughness was evaluated according to ISO 15653 (2010). First, groove processing was performed so that the welding direction was parallel to the width direction (so that the direction was perpendicular to the rolling direction), and two-electrode simple electrogas arc welding was performed. Welding is performed using SB-60VT (manufactured by Nippon Steel & Sumikin Welding & Co., Ltd.) as a backing material under the conditions that the groove angle of the groove shape is 20 ° and the distance between the tips of the groove shape is 10 mm. As a wire, EG-47T (manufactured by Nippon Steel & Sumikin Welding Co., Ltd.) was used. The amount of heat input during welding was 40 kJ / mm to 60 kJ / mm.
Then, according to ISO 15653 (2010), the weld line is bent at three points, and a CTOD test piece as the notch position of the crack opening displacement test (CTOD; Crack Tip Opening Displacement test) piece is collected, and the opening displacement at −10 ° C. The value (CTOD value δ -10 ) was measured. The test was carried out on three test pieces, and those having a minimum value of δ-10 of 0.15 mm or more were evaluated as having excellent HAZ toughness of the welded joint. In the table, the minimum value of δ-10 is shown.
アレスト性評価のため、日本溶接協会規格 WES 2815(2014)「ぜい性亀裂アレストじん性試験方法」に基づいて、全厚試験片(大きさ:t(板厚)×500mm×500mm)を用いて、温度勾配型ESSO試験における試験温度マイナス10℃でのアレスト靱性値Kca−10を測定した。 For the evaluation of arrestability, a full-thickness test piece (size: t (plate thickness) x 500 mm x 500 mm) was used based on the Japan Welding Association standard WES 2815 (2014) "Brittle crack arrest toughness test method". Then, the arrest toughness value K ca-10 at a test temperature of -10 ° C. in the temperature gradient type ESSO test was measured.
表1〜表6から明らかなように、鋼1〜鋼27は優れたHAZ靱性を有している。また、HAZと溶接金属部以外の部分である母材において優れた機械的特性を有している。
一方、鋼28〜鋼55は、本実施形態に係る鋼板で規定される範囲を外れるものであるため、HAZ靱性が劣位であった。また、優れたHAZ靱性を有していても、HAZと溶接金属部以外の部分である母材における機械的特性が劣位であった。
As is clear from Tables 1 to 6, Steels 1 to 27 have excellent HAZ toughness. Further, it has excellent mechanical properties in the base material which is a portion other than the HAZ and the weld metal portion.
On the other hand, the steels 28 to 55 were inferior in HAZ toughness because they were out of the range specified by the steel sheet according to the present embodiment. Further, even though it had excellent HAZ toughness, the mechanical properties of the base material, which is a portion other than the HAZ and the weld metal portion, were inferior.
本実施形態に係る鋼板は、大入熱溶接を行った際の溶接熱影響部において優れた靱性を有し、かつ、母材において優れた機械的特性を有する鋼板である。そのため、本実施形態に係る鋼板によれば、安全性が向上するとともに、高効率な溶接が可能であり、溶接構造物の建設費用を飛躍的に低減することが可能となる。 The steel sheet according to the present embodiment is a steel sheet having excellent toughness in the heat-affected zone of welding when large heat input welding is performed and also having excellent mechanical properties in the base metal. Therefore, according to the steel plate according to the present embodiment, safety is improved, highly efficient welding is possible, and the construction cost of the welded structure can be dramatically reduced.
11 地鉄、12 介在物 11 Ground iron, 12 inclusions
Claims (7)
C :0.01%〜0.20%、
Si:0.02%〜0.50%、
Mn:0.30%〜2.50%、
Ti:0.003%〜0.024%、
B :0.0005%〜0.0050%、
N :0.0010%〜0.0090%、
O :0.0005%〜0.0050%、
Zr:0.0005%〜0.0100%、
Sol.Zr:0%〜0.0020%、
Cu:0.1%〜1.5%、
Ni:0.1%〜3.0%、
Al:0.0001%〜0.0050%、
Insol.Al:0.0001%〜0.0030%、
P :0.050%以下、
S :0.0080%以下、
Nb:0%〜0.035%、
Cr:0%〜1.0%、
Mo:0%〜1.00%、
V :0%〜0.10%、
Mg:0%〜0.0005%、
Ca+REM:0%〜0.0005%、並びに、
残部:Fe及び不純物からなる化学組成を有し、
下記式(1)で表されるBFが、0.0003%〜0.0030%であり、
下記式(2)で表されるBasBNが、0.0010%以下であり
下記式(3)で表される炭素当量Ceq.が、0.35%〜0.50%であり、
下記式(4)で表されるアレスト性指標AIが、65以下であり、
圧延方向に垂直な断面の板厚方向の1/4位置、及び鋼板表面から板厚方向の5mmの位置での、電子線後方散乱回折法(EBSD)を用いた結晶方位解析において、両領域の有効結晶粒径が30μm以下であり、
板厚方向の1/4位置のミクロ組織が面積率にして、フェライト分率が20%〜70%、ベイナイト分率が30%〜75%、パーライト分率が0%〜5%、およびMA分率が0%〜1%であって、フェライト分率、ベイナイト分率、パーライト分率、およびMA分率の合計が100%であり、
平均組成として、酸化物中のO量、Ti量、Zr量、およびAl量の測定値から求められる、Ti、ZrおよびAlの元素による単独酸化物と仮定したときの前記Ti、前記Zr、および前記Alの各元素の酸化物の質量換算値の合計に対する、Al酸化物の質量換算値の含有割合が5%〜50%、および前記各元素の酸化物の質量換算値の合計に対する、Zr酸化物とTi酸化物の質量換算値の含有割合の合計が50%〜95%を満足し、円相当径が0.5μm〜10μmの個数密度が10個/mm2以上である第一の酸化物を含有し、
前記第一の酸化物は、前記Al酸化物の質量換算値の含有割合が20%以下、前記Zr酸化物とTi酸化物の質量換算値の含有割合の合計が80%以上を満足し、地鉄と接する長さの割合が5%以上である第二の酸化物を有し、前記第一の酸化物に対する前記第二の酸化物の個数割合が30%以上である鋼板。
(ただし、式(1)中、BasBNは式(2)で表わされる。また、Bは、鋼板に含まれる前記B元素の含有量(質量%)であり0≦BF≦Bの関係を満たす。)
(ただし、式(2)中、0≦BasBN≦Bの関係を満たし、N、Ti、およびOは、鋼板に含まれる前記N、Ti、およびOの各元素の含有量(質量%)であり、Insol.Zrは、酸不溶性Zrの含有量(質量%)であることを表し、Insol.Alは、酸不溶性Alの含有量(質量%)であることを表す。)
Ceq.=C+Mn/6+(Cu+Ni)/15+(Cr+Mo+V)/5・・・(3)
(ただし、式(3)中のC、Mn、Cu、Ni、Cr、MoおよびVは、鋼板に含まれる各元素の含有量(質量%)を表す。)
AI=0.69×Deff(表)−5.15×fα(表)/100
+4.55×Deff(t/4)−82.1×fα(t/4)/100
−0.92×ΔHv・・・(4)
(ただし、式(4)中、Deff(表)は圧延方向に垂直な断面の鋼板表面から板厚方向の5mmの位置の有効結晶粒径[μm]であり、fα(表)は前記鋼板表面から板厚方向の5mmの位置のフェライト分率[%]であり、Deff(t/4)は圧延方向に垂直な断面の鋼板表面から板厚方向の1/4の位置の有効結晶粒径[μm]であり、fα(t/4)は前記鋼板表面から板厚方向の1/4の位置の領域のフェライト分率[%]であり、ΔHvは式(5)で表される。)
ΔHv=a×t/2+b・・・(5)
(ただし、式(5)中、a,bは、鋼板の板厚方向の硬さ分布を下記式(6)で近似した時の係数a,bであり、tは板厚[mm]である)
y=a×x2+b×x+c・・・(6)
(ただし、式(6)中、yは圧延方向に垂直な断面のビッカース硬さであり、xは板厚方向の所定の位置[mm]である。xの最小値は鋼板表面から板厚方向の1mmの位置であり、xの最大値は板厚方向の1/2の位置から鋼板表面に向かって5mmの位置であり、cは係数である。) By mass%
C: 0.01% to 0.20%,
Si: 0.02% to 0.50%,
Mn: 0.30% to 2.50%,
Ti: 0.003% to 0.024%,
B: 0.0005% to 0.0050%,
N: 0.0010% to 0.0090%,
O: 0.0005% to 0.0050%,
Zr: 0.0005% to 0.0100%,
Sol. Zr: 0% to 0.0020% ,
Cu: 0.1% to 1.5%,
Ni: 0.1% to 3.0%,
Al: 0.0001% to 0.0050%,
Insol. Al: 0.0001% to 0.0030% ,
P: 0.050% or less,
S: 0.0080% or less,
Nb: 0% to 0.035%,
Cr: 0% to 1.0%,
Mo: 0% to 1.00%,
V: 0% to 0.10%,
Mg: 0% to 0.0005%,
Ca + REM: 0% to 0.0005%, and
Remaining: Has a chemical composition consisting of Fe and impurities,
BF represented by the following formula (1) is 0.0003% to 0.0030%.
The BasBN represented by the following formula (2) is 0.0010% or less, and the carbon equivalent Ceq. Represented by the following formula (3). However, it is 0.35% to 0.50%.
The arrestability index AI represented by the following formula (4) is 65 or less.
In the crystal orientation analysis using electron backscatter diffraction (EBSD) at the 1/4 position in the plate thickness direction of the cross section perpendicular to the rolling direction and the position 5 mm in the plate thickness direction from the steel plate surface, both regions were found. The effective crystal grain size is 30 μm or less,
The microstructure at the 1/4 position in the plate thickness direction is the area ratio, the ferrite fraction is 20% to 70%, the bainite fraction is 30% to 75% , the pearlite fraction is 0% to 5% , and the MA fraction. The rate is 0% to 1% , and the sum of the ferrite fraction, the bainite fraction, the pearlite fraction, and the MA fraction is 100% .
As an average composition, the Ti, the Zr, and the said Ti, the said Zr, and the said Ti, the said Zr, and the said Ti The content ratio of the mass-converted value of Al oxide to the total mass-converted value of the oxide of each element of Al is 5% to 50%, and the Zr oxidation with respect to the total of the mass-converted value of the oxide of each element of Al. The first oxide in which the total content ratio of the substance and the Ti oxide in terms of mass satisfies 50% to 95%, the equivalent circle diameter is 0.5 μm to 10 μm, and the number density is 10 pieces / mm 2 or more. Contains,
The first oxide satisfies the content ratio of the mass conversion value of the Al oxide is 20% or less, and the total content ratio of the mass conversion value of the Zr oxide and the Ti oxide is 80% or more. A steel plate having a second oxide having a length in contact with iron of 5% or more, and having a number ratio of the second oxide to the first oxide of 30% or more.
(However, in the formula (1), BasBN is represented by the formula (2). B is the content (mass%) of the element B contained in the steel sheet, and has a relationship of 0 ≦ BF ≦ B. Fulfill.)
(However, in the formula (2), the relationship of 0 ≦ B asBN ≦ B is satisfied, and N, Ti, and O are the contents (mass%) of each element of N, Ti, and O contained in the steel plate. Insol.Zr represents the content of acid-insoluble Zr (% by mass), and Insol.Al represents the content of acid-insoluble Al (% by mass).
Ceq. = C + Mn / 6 + (Cu + Ni) / 15+ (Cr + Mo + V) / 5 ... (3)
(However, C, Mn, Cu, Ni, Cr, Mo and V in the formula (3) represent the content (mass%) of each element contained in the steel sheet.)
AI = 0.69 x Deff (table) -5.15 x fα (table) / 100
+4.55 x Deff (t / 4) -82.1 x fα (t / 4) / 100
−0.92 × ΔHv ・ ・ ・ (4)
(However, in the formula (4), Deff (table) is the effective crystal grain size [μm] at a position 5 mm in the plate thickness direction from the surface of the steel plate having a cross section perpendicular to the rolling direction, and fα (table) is the surface of the steel plate. The ferrite fraction [%] at a position of 5 mm in the plate thickness direction, and Def (t / 4) is the effective crystal grain size [%] at a position 1/4 of the steel plate surface in the cross section perpendicular to the rolling direction. μm], fα (t / 4) is the ferrite fraction [%] in the region at a position 1/4 in the plate thickness direction from the surface of the steel sheet, and ΔHv is represented by the formula (5).)
ΔHv = a × t / 2 + b ... (5)
(However, in the formula (5), a and b are coefficients a and b when the hardness distribution of the steel plate in the plate thickness direction is approximated by the following formula (6), and t is the plate thickness [mm]. )
y = a × x 2 + b × x + c ... (6)
(However, in equation (6), y is the Vickers hardness of the cross section perpendicular to the rolling direction, and x is a predetermined position [mm] in the plate thickness direction. The minimum value of x is the plate thickness direction from the steel plate surface. The maximum value of x is the position of 5 mm from the position of 1/2 in the plate thickness direction toward the surface of the steel sheet, and c is a coefficient.)
二次精錬前にAl添加による予備脱酸を行い、その後、減圧雰囲気の二次精錬において、溶存酸素量を質量%で、0.0005%〜0.0050%に調整した溶鋼へ、Ti添加後Zrの順に添加、Zr添加後Tiの順に添加、または、TiとZrとを同時に添加、のいずれか一つの添加順序で、TiとZrとを添加した後、Ti及びZr添加後の溶鋼を鋳造して、鋳片を得る鋳造工程と、
前記鋳造工程後の鋼片を、1000℃〜1150℃の温度域で加熱する加熱工程と、
前記加熱工程後の鋼片を、650℃〜850℃の温度域で圧延を開始し、累積圧下率が50%以上、仕上圧延完了から1sec後の温度が圧延開始温度−80℃〜圧延開始温度+80℃となる圧延を実施する圧延工程と、
前記圧延工程後の鋼板を、650℃〜850℃の温度域であるときに水冷を開始し、鋼板表面から5mm位置および1/4位置の冷却速度を3℃/sec〜30℃/secかつ、表面温度が500℃以下の温度域で水冷を停止する冷却工程と、
を有する鋼板の製造方法。 The method for manufacturing a steel sheet according to any one of claims 1 to 3.
Pre-deoxidation by adding Al is performed before the secondary refining, and then in the secondary refining in a reduced pressure atmosphere, after adding Ti to the molten steel in which the amount of dissolved oxygen is adjusted to 0.0005% to 0.0050% by mass%. Add Ti and Zr in the order of Zr, add Ti in the order of Zr, or add Ti and Zr at the same time. After adding Ti and Zr, cast molten steel after adding Ti and Zr. And the casting process to obtain the slab,
A heating step of heating the steel pieces after the casting step in a temperature range of 1000 ° C. to 1150 ° C.
Rolling of the steel pieces after the heating step is started in a temperature range of 650 ° C. to 850 ° C., the cumulative rolling reduction ratio is 50% or more, and the temperature 1 sec after the completion of finish rolling is the rolling start temperature -80 ° C to the rolling start temperature. A rolling process that carries out rolling at + 80 ° C and
Water cooling of the steel sheet after the rolling step was started when the temperature range was 650 ° C. to 850 ° C., and the cooling rates at 5 mm and 1/4 positions from the surface of the steel sheet were 3 ° C./sec to 30 ° C./sec. A cooling process that stops water cooling in a temperature range where the surface temperature is 500 ° C or less,
A method for manufacturing a steel sheet having.
二次精錬前にAl添加による予備脱酸を行い、その後、減圧雰囲気の二次精錬において、溶存酸素量を質量%で、0.0005%〜0.0050%に調整した溶鋼へ、Tiを添加し、Ti添加後の溶鋼中の溶存酸素量を質量%で、0.0005%〜0.0050%に調整した後、Zrを添加し、Ti及びZr添加後の溶鋼を鋳造して、鋳片を得る鋳造工程と、
前記鋳造工程後の鋼片を、1000℃〜1150℃の温度域で加熱する加熱工程と、
前記加熱工程後の鋼片を、650℃〜850℃の温度域で圧延を開始し、累積圧下率が50%以上、仕上圧延完了から1sec後の温度が圧延開始温度−80℃〜圧延開始温度+80℃となる圧延を実施する圧延工程と、
前記圧延工程後の鋼板を、650℃〜850℃の温度域であるときに水冷を開始し、鋼板表面から5mm位置および1/4位置の冷却速度を3℃/sec〜30℃/secかつ、表面温度が500℃以下の温度域で水冷を停止する冷却工程と、
を有する鋼板の製造方法。 The method for manufacturing a steel sheet according to any one of claims 1 to 3.
Pre-deoxidation by adding Al is performed before the secondary refining, and then Ti is added to the molten steel whose dissolved oxygen content is adjusted to 0.0005% to 0.0050% by mass% in the secondary refining in a reduced pressure atmosphere. Then, after adjusting the amount of dissolved oxygen in the molten steel after the addition of Ti to 0.0005% to 0.0050% by mass%, Zr is added, and the molten steel after the addition of Ti and Zr is cast and slabs are formed. And the casting process to get
A heating step of heating the steel pieces after the casting step in a temperature range of 1000 ° C. to 1150 ° C.
Rolling of the steel pieces after the heating step is started in a temperature range of 650 ° C. to 850 ° C., the cumulative rolling reduction ratio is 50% or more, and the temperature 1 sec after the completion of finish rolling is the rolling start temperature -80 ° C to the rolling start temperature. A rolling process that carries out rolling at + 80 ° C and
Water cooling of the steel sheet after the rolling step was started when the temperature range was 650 ° C. to 850 ° C., and the cooling rates at 5 mm and 1/4 positions from the surface of the steel sheet were 3 ° C./sec to 30 ° C./sec. A cooling process that stops water cooling in a temperature range where the surface temperature is 500 ° C or less,
A method for manufacturing a steel sheet having.
二次精錬前にAl添加による予備脱酸を行い、その後、減圧雰囲気の二次精錬において、溶存酸素量を質量%で、0.0005%〜0.0050%に調整した溶鋼へ、Zrを添加し、Zr添加後の溶鋼中の溶存酸素量を質量%で、0.0005%〜0.0050%に調整した後、Tiを添加し、Ti及びZr添加後の溶鋼を鋳造して、鋳片を得る鋳造工程と、
前記鋳造工程後の鋼片を、1000℃〜1150℃の温度域で加熱する加熱工程と、
前記加熱工程後の鋼片を、650℃〜850℃の温度域で圧延を開始し、累積圧下率が50%以上、仕上圧延完了から1sec後の温度が圧延開始温度−80℃〜圧延開始温度+80℃となる圧延を実施する圧延工程と、
前記圧延工程後の鋼板を、650℃〜850℃の温度域であるときに水冷を開始し、鋼板表面から5mm位置および1/4位置の冷却速度を3℃/sec〜30℃/secかつ、表面温度が500℃以下の温度域で水冷を停止する冷却工程と、
を有する鋼板の製造方法。 The method for manufacturing a steel sheet according to any one of claims 1 to 3.
Preliminary deoxidation by adding Al is performed before the secondary refining, and then Zr is added to the molten steel whose dissolved oxygen content is adjusted to 0.0005% to 0.0050% by mass% in the secondary refining in a reduced pressure atmosphere. Then, after adjusting the amount of dissolved oxygen in the molten steel after adding Zr to 0.0005% to 0.0050% by mass%, Ti is added, and the molten steel after adding Ti and Zr is cast into slabs. And the casting process to get
A heating step of heating the steel pieces after the casting step in a temperature range of 1000 ° C. to 1150 ° C.
Rolling of the steel pieces after the heating step is started in a temperature range of 650 ° C. to 850 ° C., the cumulative rolling reduction ratio is 50% or more, and the temperature 1 sec after the completion of finish rolling is the rolling start temperature -80 ° C to the rolling start temperature. A rolling process that carries out rolling at + 80 ° C and
Water cooling of the steel sheet after the rolling step was started when the temperature range was 650 ° C. to 850 ° C., and the cooling rates at 5 mm and 1/4 positions from the surface of the steel sheet were 3 ° C./sec to 30 ° C./sec. A cooling process that stops water cooling in a temperature range where the surface temperature is 500 ° C or less,
A method for manufacturing a steel sheet having.
The method for producing a steel sheet according to any one of claims 4 to 6, further comprising a heat treatment step of reheating the steel sheet after the cooling step to a temperature of 300 ° C. to 600 ° C.
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