JP7127751B2 - Steel plate and its manufacturing method - Google Patents

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Description

本発明は、鋼板およびその製造方法に関する。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to a steel sheet and a method for manufacturing the same.

鋼板の用途として、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、ラインパイプ等の溶接構造物が挙げられる(例えば、特許文献1~5参照)。近年、コンテナ船の積載重量増大等のため、溶接構造物の大型化が進められている。これに伴い、鋼板には板厚の厚肉化および高強度化が求められている。加えて、上記のような溶接構造物では、一層の安全性および信頼性の観点から、低温靱性および破壊靱性のさらなる向上が課題になっている。 Uses of steel plates include ships, high-rise buildings, other buildings, bridges, offshore structures, LNG storage tanks and other large tanks, and welded structures such as line pipes (see, for example, Patent Documents 1 to 5). . 2. Description of the Related Art In recent years, due to an increase in the loading weight of container ships, etc., the size of welded structures is being increased. Along with this, steel sheets are required to be thicker and stronger. In addition, from the viewpoint of further safety and reliability, further improvements in low-temperature toughness and fracture toughness have become issues for welded structures such as those described above.

さらに、溶接構造物には、例えば、35kJ/mm以上といった大入熱の溶接が行われることが一般的である。脆性破壊を抑制するためには、大入熱溶接を行った際に生じる溶接熱影響部(HAZ:Heat Affected Zone)における靱性(以下、「HAZ靱性」という。)の改善が求められている。 Furthermore, welded structures are generally welded with a large heat input of, for example, 35 kJ/mm or more. In order to suppress brittle fracture, it is required to improve the toughness in the weld heat affected zone (HAZ: Heat Affected Zone) (hereinafter referred to as "HAZ toughness") generated when performing high heat input welding.

特開2019-023322号公報JP 2019-023322 A 特開2019-023323号公報JP 2019-023323 A 特開2019-023324号公報JP 2019-023324 A 特開2019-035107号公報JP 2019-035107 A 国際公開第2019/069771号WO2019/069771

しかしながら、一般的に、強度と低温靱性およびHAZ靱性との間には、いわゆるトレードオフの関係が存在するため、これらを両立することは容易ではなかった。さらに、破壊靱性の向上に関しては、これまでほとんど検討がなされていなかったのが現状である。 However, since there is generally a so-called trade-off relationship between strength, low-temperature toughness, and HAZ toughness, it has not been easy to achieve both. Furthermore, the current situation is that almost no investigation has been made so far regarding the improvement of fracture toughness.

本発明は、上記の課題を解決し、高い強度を有し、かつ低温靱性、破壊靱性およびHAZ靱性に優れる鋼板およびその製造方法を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to solve the above problems and to provide a steel sheet having high strength and excellent low temperature toughness, fracture toughness and HAZ toughness, and a method for producing the same.

本発明は、下記の鋼板およびその製造方法を要旨とする。 The gist of the present invention is the following steel sheet and method for producing the same.

(1)鋼板の化学組成が、質量%で、
C :0.040~0.160%、
Si:0.01~0.50%、
Mn:0.70~2.50%、
P :0.030%以下、
S :0.020%以下、
Al:0.010%以下、
N :0.0010~0.0080%、
O :0.0005~0.0040%、
Nb:0.003~0.050%、
Ti:0.003~0.024%、
Zr:0.0007~0.0050%、
Insol.Zr:0.0007~0.0040%、
Sol.Zr:0.0010%以下、
B :0.0003~0.0040%、
残部:Feおよび不純物であり、
下記(I)式を満足し、
前記鋼板の圧延方向に垂直な断面において、前記鋼板の厚さをtとした時に、前記鋼板の表面から1/4tの位置における金属組織が、
面積%で、80%以上のベイナイトを含み、かつ、
前記ベイナイトを構成するベイニティックフェライトの長軸方向の平均長さが10μm以下であり、
前記鋼板の圧延方向および厚さ方向に平行な断面において、前記鋼板の表面から1/4tの位置における旧オーステナイト粒の、厚さ方向における平均長さが20μm以下であり、アスペクト比の平均が2.5以上であり、
ZrおよびBを含む複合介在物であって、円相当径が0.5μm以上であり、かつ、ZrO、Ti、およびAlの合計に占めるAlの割合が、質量%で、50%以下である前記複合介在物の個数密度が5~300個/mmである、
鋼板。
≦0.0030 ・・・(I)
但し、
´>Bの場合は、B=B
0<B´≦Bの場合は、B=B´
´≦0の場合は、B=0
とし、B´は下記(II)式で表される。
´=B-(N-(Ti-(O-Insol.Zr×(32/91.224))×(95.73/48))×(14/47.867))×(10.811/14) ・・・(II)
なお、上記式中の元素記号は、鋼板中に含まれる各元素の含有量(質量%)を表し、含有されない場合は0を代入するものとする。
(1) The chemical composition of the steel sheet is % by mass,
C: 0.040 to 0.160%,
Si: 0.01 to 0.50%,
Mn: 0.70-2.50%,
P: 0.030% or less,
S: 0.020% or less,
Al: 0.010% or less,
N: 0.0010 to 0.0080%,
O: 0.0005 to 0.0040%,
Nb: 0.003 to 0.050%,
Ti: 0.003-0.024%,
Zr: 0.0007 to 0.0050%,
Insol. Zr: 0.0007 to 0.0040%,
Sol. Zr: 0.0010% or less,
B: 0.0003 to 0.0040%,
balance: Fe and impurities,
satisfying the following formula (I),
In a cross section perpendicular to the rolling direction of the steel plate, the metal structure at a position 1/4 t from the surface of the steel plate, where t is the thickness of the steel plate, is
80% or more of bainite is contained in terms of area%, and
The average length of the bainitic ferrite constituting the bainite in the major axis direction is 10 μm or less,
In a cross section parallel to the rolling direction and thickness direction of the steel sheet, the average length in the thickness direction of the prior austenite grains at a position 1/4 t from the surface of the steel sheet is 20 μm or less, and the average aspect ratio is 2. .5 or more,
Composite inclusions containing Zr and B, having an equivalent circle diameter of 0.5 μm or more, and having a ratio of Al 2 O 3 to the total of ZrO 2 , Ti 2 O 3 and Al 2 O 3 of In mass%, the number density of the composite inclusions, which is 50% or less, is 5 to 300 pieces/mm 2 ,
steel plate.
B F ≤ 0.0030 (I)
however,
If B F ′>B, then B F =B
If 0<B F '≦B then BF = BF '
If B F ′≦0, then B F =0
, and B F ' is represented by the following formula (II).
BF ′=B−(N−(Ti−(O—Insol.Zr×(32/91.224))×(95.73/48))×(14/47.867))×(10.811 / 14) ... (II)
The symbol of each element in the above formula represents the content (% by mass) of each element contained in the steel sheet, and 0 is substituted when the element is not contained.

(2)前記化学組成が、前記Feの一部に代えて、質量%で、
Cu:1.50%以下、
Ni:2.50%以下、
Cr:1.00%以下、
Mo:1.00%以下、および
V :0.150%以下、
からなる群から選択される少なくとも1種以上を含有するものである、
上記(1)に記載の鋼板。
(2) the chemical composition, instead of part of the Fe, by mass%,
Cu: 1.50% or less,
Ni: 2.50% or less,
Cr: 1.00% or less,
Mo: 1.00% or less, and V: 0.150% or less,
It contains at least one or more selected from the group consisting of
The steel plate according to (1) above.

(3)前記化学組成が、前記Feの一部に代えて、質量%で、
Te:0.0100%以下、
を含有するものである、
上記(1)または(2)に記載の鋼板。
(3) the chemical composition, instead of part of the Fe, by mass%,
Te: 0.0100% or less,
which contains
The steel plate according to (1) or (2) above.

(4)前記化学組成が、前記Feの一部に代えて、質量%で、
W :1.00%以下、および
Sn:0.50%以下、
からなる群から選択される少なくとも1種以上を含有するものである、
上記(1)から(3)までのいずれかに記載の鋼板。
(4) the chemical composition, instead of part of the Fe, is mass %,
W: 1.00% or less, and Sn: 0.50% or less,
It contains at least one or more selected from the group consisting of
The steel sheet according to any one of (1) to (3) above.

(5)前記化学組成が、前記Feの一部に代えて、質量%で、
Ca、MgおよびREMの合計:0.0005%以下、
を含有するものである、
上記(1)から(4)までのいずれかに記載の鋼板。
(5) the chemical composition, instead of a part of the Fe, by mass%,
Total of Ca, Mg and REM: 0.0005% or less,
which contains
The steel sheet according to any one of (1) to (4) above.

(6)上記(1)から(5)までのいずれか1項に記載の鋼板の製造方法であって、
溶鋼を製造する精錬工程と、前記溶鋼を連続鋳造して上記(1)から(5)までのいずれかに記載の化学組成を有する鋼片を製造する連続鋳造工程とを備え、得られた前記鋼片に対して、加熱工程、熱間圧延工程および加速冷却工程を順に施す、鋼板の製造方法において、
前記精錬工程では、投入する脱酸Al量を、前記溶鋼1t当たり0.2~1.3kgとし、前記溶鋼中の溶存O濃度が0.0050質量%以下となってからZrを添加し、かつ前記Zrの添加から1分以上経過した後にBを添加し、
前記連続鋳造工程では、前記鋼片の表面温度が1200~900℃の間における平均冷却速度を0.5℃/秒以下とし、
前記加熱工程では、前記鋼片を950~1080℃の加熱温度まで加熱し、
前記熱間圧延工程は、粗圧延と仕上圧延とを含み、
前記粗圧延は、前記鋼片の表面温度がTrex以上の範囲で実施し、
前記粗圧延における累積圧下率を10~75%とし、
前記仕上圧延は、前記鋼片の表面温度がAr以上Trex未満の範囲で実施し、
前記仕上圧延における累積圧下率を65~90%として、かつパス間時間を15秒以下とし、
前記仕上圧延完了から、前記加速冷却工程における冷却開始までの時間を50秒以下とし、
前記加速冷却工程では、冷却開始温度をTrex-10℃以下とし、かつ、冷却開始から冷却終了までの平均冷却速度が5~50℃/秒となる条件で、0~550℃の冷却停止温度まで水冷する、
鋼板の製造方法。
ここで、Arは下記(i)式で求められ、Trexは下記(ii)式で求められる。なお、下記式中の元素記号は、鋼板中に含まれる各元素の含有量(質量%)を表し、含有されない場合は0を代入するものとする。
Ar=910-310×C+65×Si-80×Mn-20×Cu-55×Ni-15×Cr-80×Mo ・・・(i)
rex=-91900[Nb*]+9400[Nb*]+770 ・・・(ii)
但し、下記(iii)式で求められる固溶Nb量(質量%)を、sol.Nbとした時に、
Nb≧sol.Nbの場合は、[Nb*]=sol.Nb
Nb<sol.Nbの場合は、[Nb*]=Nb
とする。
sol.Nb=(10(-6770/(T+273)+2.26))/(C+12/14×N) ・・・(iii)
なお、上記式中のTは加熱工程における鋼片の加熱温度(℃)を表す。
(6) The method for manufacturing the steel sheet according to any one of (1) to (5) above,
A refining step of producing molten steel, and a continuous casting step of continuously casting the molten steel to produce a steel slab having the chemical composition according to any one of (1) to (5) above. In a method for manufacturing a steel sheet, in which a steel slab is subjected to a heating process, a hot rolling process, and an accelerated cooling process in this order,
In the refining step, the amount of deoxidized Al to be introduced is 0.2 to 1.3 kg per 1 t of the molten steel, Zr is added after the dissolved O concentration in the molten steel becomes 0.0050% by mass or less, and B is added after 1 minute or more from the addition of Zr,
In the continuous casting step, the average cooling rate is set to 0.5° C./second or less when the surface temperature of the steel slab is between 1200 and 900° C.,
In the heating step, the steel billet is heated to a heating temperature of 950 to 1080° C.,
The hot rolling process includes rough rolling and finish rolling,
The rough rolling is performed in a range where the surface temperature of the steel slab is equal to or higher than Trex ,
The cumulative rolling reduction in the rough rolling is 10 to 75%,
The finish rolling is performed in a range where the surface temperature of the billet is Ar 3 or more and less than Trex ,
The cumulative rolling reduction in the finish rolling is 65 to 90%, and the time between passes is 15 seconds or less,
The time from the completion of the finish rolling to the start of cooling in the accelerated cooling step is set to 50 seconds or less,
In the accelerated cooling step, the cooling start temperature is T rex -10 ° C. or less, and the average cooling rate from the start of cooling to the end of cooling is 5 to 50 ° C./sec, and the cooling stop temperature is 0 to 550 ° C. water-cooled to
A method of manufacturing a steel plate.
Here, Ar 3 is obtained by the following formula (i), and Trex is obtained by the following formula (ii). The symbol of each element in the following formula represents the content (% by mass) of each element contained in the steel sheet, and 0 is substituted when the element is not contained.
Ar 3 =910−310×C+65×Si−80×Mn−20×Cu−55×Ni−15×Cr−80×Mo (i)
T rex =−91900 [Nb*] 2 +9400 [Nb*]+770 (ii)
However, the solid-solution Nb amount (mass%) obtained by the following formula (iii) is calculated as sol. When Nb is
Nb≧sol. Nb, [Nb*]=sol. Nb
Nb<sol. For Nb, [Nb*]=Nb
and
sol. Nb=(10 (-6770/(T+273)+2.26) )/(C+12/14×N) (iii)
Note that T in the above formula represents the heating temperature (° C.) of the steel slab in the heating process.

(7)前記加速冷却工程の後に、350~650℃の温度範囲まで加熱する焼戻し工程をさらに施す、
上記(6)に記載の鋼板の製造方法。
(7) After the accelerated cooling step, a tempering step of heating to a temperature range of 350 to 650 ° C. is further performed.
A method for producing a steel sheet according to (6) above.

本発明によれば、高い強度を有し、かつ低温靱性、破壊靱性およびHAZ靱性に優れる鋼板を得ることが可能になる。 According to the present invention, it is possible to obtain a steel sheet having high strength and excellent low temperature toughness, fracture toughness and HAZ toughness.

本発明者らは上記課題に対して詳細な検討を行った結果、以下の知見を得るに至った。 The present inventors have made detailed studies on the above problems, and as a result, have obtained the following findings.

上述のように、強度と低温靱性およびHAZ靱性との間には、いわゆるトレードオフの関係が存在する。加えて、本発明者らの検討の結果、強度と破壊靱性との両立も容易でないことが分かった。そこで、まず、本発明者らは高強度化と低温靱性および破壊靱性の向上とを両立する方法について検討を行った。その結果、金属組織をベイナイト主体とすることで高強度化するとともに、ベイナイト組織の微細化および扁平化に加えて、ベイナイトを構成するベイニティックフェライトを微細化することで、低温靱性だけでなく破壊靱性の低下を抑制できることが分かった。 As mentioned above, there is a so-called trade-off relationship between strength and low temperature toughness and HAZ toughness. In addition, as a result of studies by the present inventors, it has been found that it is not easy to achieve both strength and fracture toughness. Therefore, the present inventors first investigated a method for achieving both high strength and low temperature toughness and fracture toughness. As a result, by making the metal structure mainly bainite, the strength is increased, and in addition to refining and flattening the bainite structure, by refining the bainitic ferrite that constitutes the bainite, not only low-temperature toughness but also It was found that the decrease in fracture toughness can be suppressed.

また、熱間圧延前の加熱温度を低く制御し、かつ未再結晶域で高圧下率での仕上圧延を行うことで、ベイナイト組織の微細化および扁平化ならびにベイニティックフェライトの微細化を達成できることを見出した。 In addition, by controlling the heating temperature before hot rolling to a low level and performing finish rolling at a high pressure reduction in the non-recrystallized region, the bainite structure is refined and flattened, and the bainitic ferrite is refined. I found what I can do.

次に、HAZ靱性を改善する方法について検討を行い、以下の知見を得た。 Next, a method for improving HAZ toughness was investigated, and the following findings were obtained.

ZrおよびBを含有させることにより、鋼中ではZr含有酸化物を核としてB窒化物が析出する。このようなZrおよびBを含む複合介在物(以下、単に「複合介在物」ともいう。)は、粒内フェライト生成サイトとして有効に機能し、HAZ組織の微細化に寄与する。 By containing Zr and B, B nitrides precipitate in the steel with the Zr-containing oxide as a nucleus. Such composite inclusions containing Zr and B (hereinafter also simply referred to as "composite inclusions") function effectively as intragranular ferrite formation sites and contribute to refinement of the HAZ structure.

一方、鋼中に固溶するZrが増加するとHAZ靱性は劣化する傾向にある。そのため、鋼に固溶するZr量であるSol.Zrを0.0010質量%以下にすることが好ましい。 On the other hand, HAZ toughness tends to deteriorate when Zr dissolved in steel increases. Therefore, the amount of Zr dissolved in steel, Sol. Zr is preferably 0.0010% by mass or less.

また、上記の複合介在物による効果を得るためには、鋼に固溶するB量であるBを0.0030質量%以下にする必要がある。In order to obtain the effect of the composite inclusions described above, it is necessary to set the amount of B 2 F , which is the amount of B dissolved in steel, to 0.0030% by mass or less.

さらに、複合介在物中に含まれるAlの割合が低いと、複合介在物が粒内フェライト生成サイトとしてより一層有効に機能する。具体的には、円相当径が0.5μm以上であり、かつ、ZrO、Ti、およびAlの合計に占めるAlの割合が、質量%で、50%以下である複合介在物の個数密度が、5~300個/mmである場合、HAZに粒内フェライトが微細かつ多量に生成し、HAZ靱性が向上する。Furthermore, when the ratio of Al 2 O 3 contained in the composite inclusions is low, the composite inclusions function more effectively as intragranular ferrite formation sites. Specifically, the equivalent circle diameter is 0.5 μm or more, and the ratio of Al 2 O 3 to the total of ZrO 2 , Ti 2 O 3 and Al 2 O 3 is 50% or less in mass %. When the number density of the composite inclusions is 5 to 300 pieces/mm 2 , a large amount of fine intragranular ferrite is generated in the HAZ, improving the HAZ toughness.

強脱酸元素として作用するAlを鋼中に過剰に含有すると、複合介在物の生成が阻害される。溶鋼中の溶存酸素量を確保し、複合介在物を鋼中に生成させるため、Alの含有量は0.010質量%以下にすることが好ましい。なお、Ca、MgおよびREMのように、Alよりもさらに脱酸力の強い元素は合計で0.0005質量%以下の範囲であれば含有させてもよい。 Excessive content of Al, which acts as a strong deoxidizing element, in steel inhibits the formation of composite inclusions. The Al content is preferably 0.010% by mass or less in order to secure the dissolved oxygen content in the molten steel and generate complex inclusions in the steel. Elements such as Ca, Mg, and REM, which have stronger deoxidizing power than Al, may be contained within a range of 0.0005% by mass or less in total.

本発明は、上記知見に基づいてなされたものである。以下、本発明の各要件について詳しく説明する。 The present invention has been made based on the above findings. Each requirement of the present invention will be described in detail below.

(A)化学組成
各元素の限定理由は下記のとおりである。なお、以下の説明において含有量についての「%」は、「質量%」を意味する。また、本明細書において、数値範囲を示す「~」とは、特に断りがない場合、そ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意味で使用される。
(A) Chemical composition The reasons for limiting each element are as follows. In addition, "%" about content in the following description means "mass %." In addition, in this specification, the term "to" indicating a numerical range is used to include the numerical values before and after it as a lower limit and an upper limit, unless otherwise specified.

C:0.040~0.160%
Cは、鋼板の強度を確保するために0.040%以上含有させる。一方、C含有量が0.160%を超えると、良好な低温靱性、破壊靱性およびHAZ靱性を確保することが困難になるので、Cの含有量は、0.160%以下とする。したがって、C含有量は0.040%以上、好ましくは0.050%以上または0.050%超、より好ましくは0.060%以上または0.075%超である。また、C含有量は0.160%以下、好ましくは0.140%以下、より好ましくは0.120%以下である。
C: 0.040-0.160%
0.040% or more of C is contained in order to ensure the strength of the steel sheet. On the other hand, if the C content exceeds 0.160%, it becomes difficult to ensure good low temperature toughness, fracture toughness and HAZ toughness, so the C content is made 0.160% or less. Therefore, the C content is 0.040% or more, preferably 0.050% or more or more than 0.050%, more preferably 0.060% or more or more than 0.075%. Also, the C content is 0.160% or less, preferably 0.140% or less, more preferably 0.120% or less.

Si:0.01~0.50%
Siは、脱酸元素および強化元素として有効であるので、0.01%以上含有させる。一方、Si含有量が0.50%を超えると、低温靱性、破壊靱性およびHAZ靱性が大きく劣化するので、Si含有量は0.50%以下とする。したがって、Si含有量は0.01%以上、好ましくは0.03%以上、より好ましくは0.05%以上である。また、Si含有量は0.50%以下、好ましくは0.40%以下、より好ましくは0.35%以下、さらに好ましくは0.30%以下である。
Si: 0.01-0.50%
Since Si is effective as a deoxidizing element and a strengthening element, it is contained in an amount of 0.01% or more. On the other hand, if the Si content exceeds 0.50%, the low-temperature toughness, fracture toughness and HAZ toughness deteriorate significantly, so the Si content is made 0.50% or less. Therefore, the Si content is 0.01% or more, preferably 0.03% or more, more preferably 0.05% or more. Also, the Si content is 0.50% or less, preferably 0.40% or less, more preferably 0.35% or less, still more preferably 0.30% or less.

Mn:0.70~2.50%
Mnは、鋼板の強度を経済的に確保するために0.70%以上含有させる。一方、Mn含有量が2.50%を超えると、中心偏析が顕著となり、中心偏析が生じた部分の低温靱性、破壊靱性およびHAZ靱性が劣化するので、Mnの含有量は、2.50%以下とする。したがって、Mn含有量は0.70%以上、好ましくは0.90%以上、より好ましくは1.20%以上である。また、Mn含有量は2.50%以下、好ましくは2.00%以下、より好ましくは1.80%以下、さらに好ましくは1.60%以下である。
Mn: 0.70-2.50%
Mn is contained in an amount of 0.70% or more in order to economically secure the strength of the steel sheet. On the other hand, if the Mn content exceeds 2.50%, the center segregation becomes remarkable, and the low temperature toughness, fracture toughness and HAZ toughness of the part where the center segregation occurs deteriorates, so the Mn content is 2.50%. Below. Therefore, the Mn content is 0.70% or more, preferably 0.90% or more, more preferably 1.20% or more. Also, the Mn content is 2.50% or less, preferably 2.00% or less, more preferably 1.80% or less, still more preferably 1.60% or less.

P:0.030%以下
Pは、不純物として鋼中に存在する元素である。低温靱性、破壊靱性およびHAZ靱性を安定的に確保するために、Pの含有量を0.030%以下とする。好ましくは、0.020%以下、さらに好ましくは、0.015%以下である。下限は0%であるが、P含有量を低減させるためのコストを考慮し、P含有量は0.0001%以上としてもよい。
P: 0.030% or less P is an element present in steel as an impurity. In order to stably ensure low temperature toughness, fracture toughness and HAZ toughness, the P content is made 0.030% or less. It is preferably 0.020% or less, more preferably 0.015% or less. Although the lower limit is 0%, the P content may be 0.0001% or more in consideration of the cost for reducing the P content.

S:0.020%以下
Sは、不純物として鋼中に存在する元素である。S含有量が0.020%を超えると中心偏析部において延伸したMnSが多量に生成し、低温靱性、破壊靱性、HAZ靱性および延性が劣化する。このためS含有量を0.020%以下とする。好ましくは0.010%以下である。S含有量は少ないほど好ましいので下限は特に規定しないが、製造コストの観点から、S含有量は0.0001%以上であってもよい。
S: 0.020% or less S is an element present in steel as an impurity. If the S content exceeds 0.020%, a large amount of elongated MnS is generated in the center segregation portion, and the low temperature toughness, fracture toughness, HAZ toughness and ductility deteriorate. Therefore, the S content is set to 0.020% or less. Preferably, it is 0.010% or less. Since the lower the S content, the better, so the lower limit is not particularly defined, but from the viewpoint of production cost, the S content may be 0.0001% or more.

Al:0.010%以下
Alは、一般的には、脱酸元素として、積極的に含有させる元素である。しかし、Al含有量が過剰になると、所望する複合介在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サイトが減少する。また、粗大なクラスター状のアルミナ(Al)系介在物の形成が助長され、HAZ靱性が劣化するだけでなく、場合によっては、低温靱性および破壊靱性も劣化する。よって、Al含有量は0.010%以下、好ましくは0.005%以下である。Al含有量は少ないほど好ましいので下限は特に規定しないが、製造コストの観点から、Al含有量は0.001%以上であってもよい。
Al: 0.010% or less Al is generally an element positively contained as a deoxidizing element. However, when the Al content becomes excessive, the formation of desired composite inclusions becomes insufficient, and effective ferrite formation sites in the HAZ decrease. In addition, the formation of coarse cluster-like alumina (Al 2 O 3 )-based inclusions is promoted, which not only deteriorates the HAZ toughness, but also, in some cases, the low temperature toughness and fracture toughness. Therefore, the Al content is 0.010% or less, preferably 0.005% or less. Since the lower the Al content is, the better it is, the lower limit is not particularly defined, but from the viewpoint of production cost, the Al content may be 0.001% or more.

N:0.0010~0.0080%
Nは、Ti窒化物を形成し、鋼片加熱時にオーステナイト粒径が大きくなることを抑制する効果を有するため、0.0010%以上含有させる。しかし、N含有量が0.0080%を超えると、鋼板が脆化するので、Nの含有量は、0.0080%以下とする。したがって、N含有量は0.0010%以上、好ましくは0.0015%以上、より好ましくは0.0020%以上である。また、N含有量は0.0080%以下、好ましくは0.0065%以下、より好ましくは0.0060%以下である。
N: 0.0010 to 0.0080%
N forms Ti nitrides and has the effect of suppressing an increase in austenite grain size during heating of the billet, so 0.0010% or more is contained. However, if the N content exceeds 0.0080%, the steel sheet becomes embrittled, so the N content is made 0.0080% or less. Therefore, the N content is 0.0010% or more, preferably 0.0015% or more, more preferably 0.0020% or more. Also, the N content is 0.0080% or less, preferably 0.0065% or less, more preferably 0.0060% or less.

O :0.0005~0.0040%
Oは鋼中に含有される元素であり、溶存して、または酸化物として存在する。両者を明確に分離することは困難であることから、本発明でのO含有量は両者を合わせた全酸素含有量(T.Oとも記載する。)とする。O含有量が0.0005%未満になると、靱性確保に必要な酸化物分散数が得られない。一方、O含有量が0.0040%を超えると、溶鋼の清浄性が悪化するとともに、溶鋼段階にてノズル閉塞といった生産性が低下する要因となり得る。また、粗大な酸化物が生成し、酸化物に応力集中が生じるため、低温靱性、破壊靱性およびHAZ靱性が劣化する。このため、O含有量は0.0005~0.0040%とする。
O: 0.0005 to 0.0040%
O is an element contained in steel and exists dissolved or as an oxide. Since it is difficult to clearly separate the two, the O content in the present invention is the total oxygen content (also referred to as T.O) that combines the two. If the O content is less than 0.0005%, the oxide dispersion number necessary for ensuring toughness cannot be obtained. On the other hand, when the O content exceeds 0.0040%, the cleanliness of the molten steel deteriorates, and nozzle clogging in the molten steel stage can be a factor in reducing productivity. In addition, since coarse oxides are formed and stress concentration occurs in the oxides, the low temperature toughness, fracture toughness and HAZ toughness are deteriorated. Therefore, the O content should be 0.0005 to 0.0040%.

Nb:0.003~0.050%
Nbは、鋼板の強度および靱性を向上させることができる。また、所定のミクロ組織を得るためには、未再結晶オーステナイト域での圧延が必要となるところ、Nbは未再結晶温度域を拡大させるために有効な元素であり、圧延温度を上昇させ、生産性向上にも寄与する。この効果を得るためには、0.003%以上含有させる。ただし、Nbの含有量が0.050%を超えると低温靱性、破壊靱性、HAZ靱性および溶接性が低下するので、Nbの含有量は、0.050%以下とする。したがって、Nb含有量は0.003%以上、好ましくは0.005%以上、より好ましくは0.008%以上である。また、Nb含有量は0.050%以下、好ましくは0.025%以下、より好ましくは0.018%以下である。
Nb: 0.003-0.050%
Nb can improve the strength and toughness of the steel sheet. In addition, in order to obtain a predetermined microstructure, rolling in the non-recrystallized austenite region is required, and Nb is an element effective for expanding the non-recrystallized temperature region. It also contributes to productivity improvement. In order to obtain this effect, the content is 0.003% or more. However, if the Nb content exceeds 0.050%, the low temperature toughness, fracture toughness, HAZ toughness and weldability deteriorate, so the Nb content is made 0.050% or less. Therefore, the Nb content is 0.003% or more, preferably 0.005% or more, more preferably 0.008% or more. Also, the Nb content is 0.050% or less, preferably 0.025% or less, more preferably 0.018% or less.

Ti:0.003~0.024%
Tiは、Zrとともに複合介在物を形成する元素である。上述のように、複合介在物はHAZにおける粒内フェライト生成サイトとして機能し、HAZ組織の微細化に寄与する。この効果を得るためには、0.003%以上含有させる。ただし、Tiの含有量が0.024%を超えるとTi窒化物が多量に生成し、B窒化物の生成量が抑制され、HAZ靱性の向上効果が得られなくなる。また、過剰なTiはTiCを形成し、低温靱性、破壊靱性およびHAZ靱性を劣化させる。したがって、Ti含有量は0.003%以上、好ましくは0.005%以上である。また、Ti含有量は0.024%以下、好ましくは0.020%以下である。
Ti: 0.003-0.024%
Ti is an element that forms complex inclusions together with Zr. As described above, the composite inclusions function as intragranular ferrite formation sites in the HAZ and contribute to refinement of the HAZ structure. In order to obtain this effect, the content is 0.003% or more. However, when the Ti content exceeds 0.024%, a large amount of Ti nitrides are generated, the amount of B nitrides generated is suppressed, and the effect of improving HAZ toughness cannot be obtained. Also, excess Ti forms TiC, which degrades low temperature toughness, fracture toughness and HAZ toughness. Therefore, the Ti content is 0.003% or more, preferably 0.005% or more. Also, the Ti content is 0.024% or less, preferably 0.020% or less.

Zr:0.0007~0.0050%
Zrは、後述するSol.ZrとInsol.Zrとの合計である。Zr含有量は、0.0007%以上であり、好ましくは0.0010%以上である。また、Zr含有量は、Insol.Zrの上限とSol.Zrの上限との合計、すなわち、0.0050%以下であり、好ましくは0.0040%以下である。
Zr: 0.0007-0.0050%
Zr is Sol. Zr and Insol. It is the sum with Zr. The Zr content is 0.0007% or more, preferably 0.0010% or more. Also, the Zr content is determined according to Insol. Zr upper limit and Sol. The sum with the upper limit of Zr, that is, 0.0050% or less, preferably 0.0040% or less.

Insol.Zr:0.0007~0.0040%
Insol.Zrは、酸不溶性Zrであり、複合介在物等の介在物中に含まれるZrである。Zrは粒内変態の核となるZr含有酸化物を形成する重要な元素である。しかしながら、Insol.Zr含有量が0.0007%未満であると、靱性確保に必要な酸化物組成とならない。一方、Insol.Zr含有量が0.0040%を超えると、その多くが溶鋼段階で生成したZrOであり、ノズル閉塞が生じる頻度が高くなる。また、Insol.Zrが増えると、過剰にZrOが生成し、応力が集中するため、HAZ靱性が著しく劣化する。このため、Insol.Zr含有量は0.0007~0.0040%とする。
Insol. Zr: 0.0007-0.0040%
Insol. Zr is acid-insoluble Zr and is Zr contained in inclusions such as composite inclusions. Zr is an important element that forms Zr-containing oxides that act as nuclei for intragranular transformation. However, Insol. If the Zr content is less than 0.0007%, the oxide composition required for securing toughness cannot be obtained. On the other hand, Insol. When the Zr content exceeds 0.0040%, most of it is ZrO 2 produced during the molten steel stage, and the frequency of nozzle clogging increases. Also, Insol. When Zr is increased, excessive ZrO 2 is produced and the stress is concentrated, which significantly deteriorates the HAZ toughness. For this reason, Insol. The Zr content should be 0.0007 to 0.0040%.

Sol.Zr:0.0010%以下
Sol.Zrは、酸可溶性Zr、すなわち、鋼中に固溶しているZrを表わす。Sol.Zrの含有量が増えると、HAZ靱性が著しく劣化する。そのため、その含有量を0.0010%以下とする。Sol.Zrは少ないほど好ましいので下限は特に規定せず、0%でもよい。
Sol. Zr: 0.0010% or less Sol. Zr represents acid-soluble Zr, that is, Zr dissolved in steel. Sol. When the Zr content increases, the HAZ toughness deteriorates significantly. Therefore, the content is made 0.0010% or less. Sol. Since Zr is preferably as small as possible, the lower limit is not particularly defined, and may be 0%.

なお、上記式中のInsol.Zrは、以下の方法により測定する。まず、鋼板から試験片を切り出し、10%アセチルアセトン-1%テトラメチルアンモニウムクロライド/メタノールにて、20mA/cmの電流密度で約0.4g電解する。その電解に用いた溶液を孔径0.2μmのフィルターでろ過し、フィルター上に捕集した抽出残渣について、公知の化学分析方法(例えば、ICP発光分光分析法)を用いることで、抽出残渣中のZr含有量を測定し、Insol.Zrとする。また、鋼中のZr含有量(Total Zr)からInsol.Zrを差し引いた値を、Sol.Zrとする。Insol. Zr is measured by the following method. First, a test piece is cut out from a steel plate and electrolyzed with about 0.4 g of 10% acetylacetone-1% tetramethylammonium chloride/methanol at a current density of 20 mA/cm 2 . The solution used for the electrolysis was filtered through a filter with a pore size of 0.2 μm, and the extraction residue collected on the filter was analyzed by a known chemical analysis method (e.g., ICP emission spectrometry). Zr content was measured and Insol. Let it be Zr. Insol. The Zr-subtracted value is the Sol. Let it be Zr.

B :0.0003~0.0040%
Bは、鋼材の焼入れ性を向上させるとともに、Zr含有酸化物の周囲にB窒化物として析出して複合介在物を形成し、粒内変態能を向上させる元素である。Zr含有酸化物の周囲にB窒化物として析出させるためには、B含有量は0.0003%以上とする。しかしながら、Bを過剰に含有させても効果が飽和するため、B含有量は0.0040%以下とする。したがって、B含有量は0.0003%以上、好ましくは0.0005%以上、より好ましくは0.0010%以上である。また、B含有量は0.0040%以下、好ましくは0.0035%以下、より好ましくは0.0030%以下である。
B: 0.0003 to 0.0040%
B is an element that improves the hardenability of steel materials, precipitates as B nitrides around Zr-containing oxides to form complex inclusions, and improves intragranular transformation ability. In order to deposit B nitride around the Zr-containing oxide, the B content should be 0.0003% or more. However, even if the B content is excessive, the effect is saturated, so the B content is made 0.0040% or less. Therefore, the B content is 0.0003% or more, preferably 0.0005% or more, more preferably 0.0010% or more. Also, the B content is 0.0040% or less, preferably 0.0035% or less, more preferably 0.0030% or less.

本発明の鋼板の化学組成において、上記の元素に加えて、強度の向上を目的として、さらにCu、Ni、Cr、MoおよびVからなる群から選択される少なくとも1種以上を、以下に示す範囲において含有させてもよい。各元素の限定理由について説明する。 In the chemical composition of the steel sheet of the present invention, in addition to the above elements, at least one selected from the group consisting of Cu, Ni, Cr, Mo and V is added in the following ranges for the purpose of improving strength. may be contained in The reason for limiting each element will be explained.

Cu:1.50%以下
Cuは、鋼板の強度および靱性を向上させる効果を有するため、必要に応じて含有させてもよい。しかしながら、Cuを過剰に含有させると、合金コスト上昇に見合った性能の改善が見られず、むしろ表面割れの原因となる場合がある。そのため、Cu含有量は1.50%以下、好ましくは1.20%以下、より好ましくは1.00%以下である。上記の効果をより確実に得たい場合は、Cu含有量は、好ましくは0.005%以上、より好ましくは0.010%以上、さらに好ましくは0.050%以上である。
Cu: 1.50% or less Cu has the effect of improving the strength and toughness of the steel sheet, so it may be contained as necessary. However, if Cu is contained excessively, the improvement in performance corresponding to the increase in alloy cost cannot be seen, and rather it may cause surface cracks. Therefore, the Cu content is 1.50% or less, preferably 1.20% or less, more preferably 1.00% or less. In order to obtain the above effects more reliably, the Cu content is preferably 0.005% or more, more preferably 0.010% or more, and even more preferably 0.050% or more.

Ni:2.50%以下
Niは、鋼板の強度を向上させる効果を有する元素であるため、必要に応じて含有させてもよい。また、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。しかしながら、Niを過剰に含有させると、低温靱性、破壊靱性、HAZ靱性および溶接性が悪化する。そのため、Ni含有量は2.50%以下、好ましくは1.00%以下、より好ましくは0.50%以下、さらに好ましくは0.30%以下である。上記の効果をより確実に得たい場合は、Ni含有量は、好ましくは0.005%以上、より好ましくは0.010%以上、さらに好ましくは0.050%以上である。
Ni: 2.50% or less Ni is an element that has the effect of improving the strength of the steel sheet, so it may be contained as necessary. In addition, Ni is an element that has the effect of increasing the toughness of the steel matrix (material) in a solid solution state. However, excessive Ni content deteriorates low temperature toughness, fracture toughness, HAZ toughness and weldability. Therefore, the Ni content is 2.50% or less, preferably 1.00% or less, more preferably 0.50% or less, and even more preferably 0.30% or less. In order to obtain the above effects more reliably, the Ni content is preferably 0.005% or more, more preferably 0.010% or more, and even more preferably 0.050% or more.

Cr:1.00%以下
Crは、鋼板の強度を向上させる効果を有する元素であるため、必要に応じて含有させてもよい。しかしながら、Crを過剰に含有させると、低温靱性、破壊靱性、HAZ靱性および溶接性が悪化する。そのため、Cr含有量は1.00%以下、好ましくは0.80%以下、より好ましくは0.50%以下、さらに好ましくは0.30%以下である。上記の効果をより確実に得たい場合は、Cr含有量は、好ましくは0.005%以上、より好ましくは0.010%以上、さらに好ましくは0.050%以上である。
Cr: 1.00% or less Cr is an element that has the effect of improving the strength of the steel sheet, so it may be contained as necessary. However, excessive Cr content deteriorates low temperature toughness, fracture toughness, HAZ toughness and weldability. Therefore, the Cr content is 1.00% or less, preferably 0.80% or less, more preferably 0.50% or less, and even more preferably 0.30% or less. If the above effects are to be obtained more reliably, the Cr content is preferably 0.005% or more, more preferably 0.010% or more, and even more preferably 0.050% or more.

Mo:1.00%以下
Moは、鋼板の強度を向上させる効果を有する元素であるため、必要に応じて含有させてもよい。しかしながら、Moを過剰に含有させると、低温靱性、破壊靱性、HAZ靱性および溶接性が悪化する。そのため、Mo含有量は1.00%以下、好ましくは0.80%以下、より好ましくは0.50%以下、さらに好ましくは0.30%以下である。上記の効果をより確実に得たい場合は、Mo含有量は、好ましくは0.001%以上、より好ましくは0.005%以上、さらに好ましくは0.010%以上である。
Mo: 1.00% or less Mo is an element that has the effect of improving the strength of the steel sheet, so it may be contained as necessary. However, excessive Mo content deteriorates low temperature toughness, fracture toughness, HAZ toughness and weldability. Therefore, the Mo content is 1.00% or less, preferably 0.80% or less, more preferably 0.50% or less, and even more preferably 0.30% or less. In order to obtain the above effects more reliably, the Mo content is preferably 0.001% or more, more preferably 0.005% or more, and still more preferably 0.010% or more.

V:0.150%以下
Vは、鋼板の強度を向上させる効果を有する元素であるため、必要に応じて含有させてもよい。しかしながら、Vを過剰に含有させると、低温靱性、破壊靱性、HAZ靱性および溶接性が悪化する。そのため、V含有量は0.150%以下、好ましくは0.100%以下、より好ましくは0.070%以下、さらに好ましくは0.050%以下である。上記の効果をより確実に得たい場合は、V含有量は、好ましくは0.001%以上、より好ましくは0.005%以上、さらに好ましくは0.010%以上である。
V: 0.150% or less V is an element that has the effect of improving the strength of the steel sheet, so it may be contained as necessary. However, excessive V content deteriorates low temperature toughness, fracture toughness, HAZ toughness and weldability. Therefore, the V content is 0.150% or less, preferably 0.100% or less, more preferably 0.070% or less, and even more preferably 0.050% or less. In order to obtain the above effects more reliably, the V content is preferably 0.001% or more, more preferably 0.005% or more, and still more preferably 0.010% or more.

本発明の鋼板の化学組成において、上記の元素に加えて、金属組織の微細化を目的として、さらにTeを、以下に示す範囲において含有させてもよい。限定理由について説明する。 In the chemical composition of the steel sheet of the present invention, in addition to the above elements, Te may be contained within the range shown below for the purpose of refining the metal structure. The reason for the limitation will be explained.

Te:0.0100%以下
Teは、鋼板の組織微細化によって靱性向上に寄与する元素であるため、必要に応じて含有させてもよい。しかしながら、Teを過剰に含有させても、上記効果は飽和する。そのため、Te含有量は0.0100%以下、好ましくは0.0070%以下、より好ましくは0.0050%以下である。上記の効果をより確実に得たい場合は、Te含有量は、好ましくは0.0001%以上、より好ましくは0.0005%以上、さらに好ましくは0.0010%以上である。
Te: 0.0100% or less Te is an element that contributes to the improvement of toughness by refining the structure of the steel sheet, so it may be contained as necessary. However, even if Te is contained excessively, the above effect is saturated. Therefore, the Te content is 0.0100% or less, preferably 0.0070% or less, more preferably 0.0050% or less. In order to obtain the above effects more reliably, the Te content is preferably 0.0001% or more, more preferably 0.0005% or more, and still more preferably 0.0010% or more.

本発明の鋼板の化学組成において、上記の元素に加えて、耐食性の向上を目的として、さらにWおよびSnからなる群から選択される少なくとも1種以上を、以下に示す範囲において含有させてもよい。各元素の限定理由について説明する。 In the chemical composition of the steel sheet of the present invention, in addition to the above elements, for the purpose of improving corrosion resistance, at least one selected from the group consisting of W and Sn may be contained within the range shown below. . The reason for limiting each element will be explained.

W:1.00%以下
Wは、溶解して酸素酸イオンWO の形でさびに吸着し、さび層中の塩化物イオンの透過を抑制し、耐食性を向上させる元素であるため、必要に応じて含有させてもよい。しかしながら、Wを過剰に含有させても、上記効果が飽和するだけでなく、低温靱性、破壊靱性およびHAZ靱性が低下する場合がある。そのため、W含有量は1.00%以下、好ましくは0.75%以下である。上記の効果をより確実に得たい場合は、W含有量は、好ましくは0.001%以上、より好ましくは0.005%以上、さらに好ましくは0.010%以上である。
W: 1.00% or less W is an element that dissolves and adsorbs to rust in the form of oxyacid ions WO4- , suppresses permeation of chloride ions in the rust layer, and improves corrosion resistance. may be included depending on However, even if W is contained excessively, not only the above effect is saturated, but also the low temperature toughness, fracture toughness and HAZ toughness may decrease. Therefore, the W content is 1.00% or less, preferably 0.75% or less. In order to obtain the above effect more reliably, the W content is preferably 0.001% or more, more preferably 0.005% or more, and still more preferably 0.010% or more.

Sn:0.50%以下
Snは、Sn2+となって溶解し、酸性塩化物溶液中でのインヒビター作用により腐食を抑制する作用を有する元素である。また、Snには鋼のアノード溶解反応を抑制し耐食性を向上させる作用がある。そのため、必要に応じて含有させてもよい。しかしながら、Snを過剰に含有させても、上記効果が飽和するだけでなく、鋼板の圧延割れが発生しやすくなる。そのため、Sn含有量は0.50%以下、好ましくは0.30%以下である。上記の効果をより確実に得たい場合は、Sn含有量は、好ましくは0.001%以上、より好ましくは0.005%以上、さらに好ましくは0.010%以上である。
Sn: 0.50% or less Sn is an element that dissolves as Sn 2+ and has the effect of inhibiting corrosion in an acidic chloride solution. In addition, Sn has the effect of suppressing the anodic dissolution reaction of steel and improving the corrosion resistance. Therefore, it may be contained as necessary. However, even if Sn is excessively contained, not only the above effect is saturated, but also the rolling cracks of the steel sheet tend to occur. Therefore, the Sn content is 0.50% or less, preferably 0.30% or less. If the above effects are to be obtained more reliably, the Sn content is preferably 0.001% or more, more preferably 0.005% or more, and even more preferably 0.010% or more.

本発明の鋼板の化学組成において、上記の元素に加えて、溶鋼中の溶存酸素濃度の低減を目的として、さらにCa、MgおよびREMを、以下に示す範囲において含有させてもよい。限定理由について説明する。 In the chemical composition of the steel sheet of the present invention, in addition to the above elements, Ca, Mg and REM may be contained within the following ranges for the purpose of reducing the concentration of dissolved oxygen in the molten steel. The reason for the limitation will be explained.

Ca、MgおよびREMの合計:0.0005%以下
Ca、MgおよびREMは、Alよりもさらに優先的に酸素と反応しやすい元素である。そのため、必要に応じて含有させてもよい。しかしながら、Ca、MgおよびREMを過剰に含有させても、溶鋼中の溶存酸素量が確保できず、所望する複合介在物を形成させることができない。所望する複合介在物を形成させるために、Ca、MgおよびREMの含有量の合計を0.0005%以下とする。より好ましくはCa含有量が0.0003%未満、Mg含有量が0.0003%未満、かつREM含有量が0.0003%未満であり、その含有量の合計が0.0005%以下である。
Total of Ca, Mg and REM: 0.0005% or less Ca, Mg and REM are elements that preferentially react with oxygen more than Al. Therefore, it may be contained as necessary. However, even if Ca, Mg and REM are contained excessively, the amount of dissolved oxygen in the molten steel cannot be ensured, and desired composite inclusions cannot be formed. In order to form desired composite inclusions, the total content of Ca, Mg and REM should be 0.0005% or less. More preferably, the Ca content is less than 0.0003%, the Mg content is less than 0.0003%, and the REM content is less than 0.0003%, and the total content is 0.0005% or less.

ここで、本発明において、REMはSc、Yおよびランタノイドの合計17元素を指し、前記REMの含有量はこれらの元素の合計含有量を意味する。 Here, in the present invention, REM refers to a total of 17 elements of Sc, Y and lanthanoids, and the REM content means the total content of these elements.

また、本発明に係る鋼板の化学組成においては、下記(I)式を満足する。
≦0.0030 ・・・(I)
但し、
´>Bの場合は、B=B
0<B´≦Bの場合は、B=B´
´≦0の場合は、B=0
とし、B´は下記(II)式で表される。
´=B-(N-(Ti-(O-Insol.Zr×(32/91.224))×(95.73/48))×(14/47.867))×(10.811/14) ・・・(II)
なお、上記式中の元素記号は、鋼板中に含まれる各元素の含有量(質量%)を表し、含有されない場合は0を代入するものとする。
In addition, the chemical composition of the steel sheet according to the present invention satisfies the following formula (I).
B F ≤ 0.0030 (I)
however,
If B F ′>B then B F =B
If 0<B F '≦B then BF = BF '
If B F ′≦0, then B F =0
, and B F ' is represented by the following formula (II).
BF ′=B−(N−(Ti−(O—Insol.Zr×(32/91.224))×(95.73/48))×(14/47.867))×(10.811 / 14) ... (II)
The symbol of each element in the above formula represents the content (% by mass) of each element contained in the steel sheet, and 0 is substituted when the element is not contained.

は、鋼中に固溶Bとして存在するB含有量である。固溶B量を直接測定することは困難であるため、本発明においては、上記式により算出することとする。 BF is the B content present as solid solution B in the steel. Since it is difficult to directly measure the solid solution B amount, in the present invention, it is calculated by the above formula.

前述のように、本発明に係る鋼板では、複合介在物の表層にB窒化物を析出させることで、溶接後の冷却中の粒内フェライトの生成を効果的に促進することができ、組織微細化してHAZ靱性を改善できる。この効果を得るためには、Bを0.0030%以下にする必要がある。また、Bが0.0030%を超えると、鋼材の焼入れ性が過剰となり、ベイナイトの粗大化および過度な硬さ増加が生じることでHAZ靱性が低下する。したがって、Bは0.0030%以下であり、好ましくは0.0020%以下であり、より好ましくは0.0010%以下である。As described above, in the steel sheet according to the present invention, by precipitating B nitrides on the surface layer of the composite inclusions, it is possible to effectively promote the formation of intragranular ferrite during cooling after welding, thereby improving the microstructure. to improve HAZ toughness. In order to obtain this effect, BF must be 0.0030% or less. On the other hand, when BF exceeds 0.0030%, the hardenability of the steel becomes excessive, coarsening of bainite and excessive increase in hardness occur, thereby lowering the HAZ toughness. Therefore, BF is 0.0030% or less, preferably 0.0020% or less, and more preferably 0.0010% or less.

本発明の鋼板の化学組成において、残部はFeおよび不純物である。ここで「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、製造工程の種々の要因によって混入する成分であって、本発明に悪影響を与えない範囲で許容されるものを意味する。 In the chemical composition of the steel sheet of the present invention, the balance is Fe and impurities. Here, the term "impurities" refers to components mixed in by various factors in raw materials such as ores, scraps, etc., and in the manufacturing process when steel sheets are manufactured industrially. means something

(B)鋼板の金属組織
本発明の鋼板の金属組織について説明する。なお、以下の説明において「%」は、「面積%」を意味する。また、本発明では、鋼板の厚さをtとした時に、鋼板の圧延方向に垂直な断面における、該鋼板の表面から1/4tの位置を「C断面での1/4t位置」と呼び、鋼板の圧延方向および厚さ方向に平行な断面における、該鋼板の表面から1/4tの位置を「L断面での1/4t位置」と呼ぶこととする。さらに、上記の「圧延方向」は、仕上圧延における圧延方向を意味することとする。
(B) Metal structure of steel plate The metal structure of the steel plate of the present invention will be described. In addition, "%" means "area %" in the following description. Further, in the present invention, when the thickness of the steel plate is t, the position of 1/4t from the surface of the steel plate in the cross section perpendicular to the rolling direction of the steel plate is called "1/4t position in C section", The position of 1/4t from the surface of the steel plate in the cross section parallel to the rolling direction and thickness direction of the steel plate is called "1/4t position in the L cross section". Furthermore, the above "rolling direction" means the rolling direction in finish rolling.

ベイナイト:80%以上
本発明において、金属組織はベイナイトが主体である。具体的には、C断面での1/4t位置におけるベイナイトの面積率を80%以上とすることで、鋼板の強度を確保することが可能となる。ベイナイトの面積率は90%以上であることが好ましい。なお、ベイナイトの面積率に上限を設ける必要はなく、すなわち、ベイナイト単相であってもよい。
Bainite: 80% or more In the present invention, the metal structure is mainly bainite. Specifically, the strength of the steel sheet can be ensured by setting the area ratio of bainite at the 1/4t position in the C section to 80% or more. The area ratio of bainite is preferably 90% or more. There is no need to set an upper limit on the area ratio of bainite, that is, a single bainite phase may be used.

なお、残部組織として、フェライト、パーライト、マルテンサイト・オーステナイト混合相(MA相)が混入する場合があるが、これらの合計面積率が20%以下であれば許容される。上記合計面積率は10%以下であるのが好ましい。これらの合計面積率は少ない方が好ましく、下限値は特に限定されるものではない。例えば、上記合計面積率は0%であってもよい。また、0%超であってもよく、1%以上であってもよい。 Note that ferrite, pearlite, and martensite/austenite mixed phase (MA phase) may be mixed as a residual structure, but it is allowed if the total area ratio of these phases is 20% or less. The total area ratio is preferably 10% or less. The smaller the total area ratio of these, the better, and the lower limit is not particularly limited. For example, the total area ratio may be 0%. Moreover, it may be more than 0%, or it may be 1% or more.

上述のように、ベイナイトを主体とすることに加えて、ベイナイト組織を微細かつ扁平化し、さらにベイニティックフェライトを微細化することで、鋼板の強度と低温靱性および破壊靱性とを両立することができる。具体的には、ベイナイト組織が以下の規定を満足する必要がある。 As described above, in addition to using bainite as the main component, by making the bainite structure finer and flatter and further making the bainitic ferrite finer, it is possible to achieve both the strength, low temperature toughness, and fracture toughness of the steel sheet. can. Specifically, the bainite structure needs to satisfy the following regulations.

ベイニティックフェライトの平均長さ:10μm以下
C断面での1/4t位置において、ベイナイトを構成するベイニティックフェライトの長軸方向の平均長さを10μm以下とする。ベイナイトを構成するベイニティックフェライトを微細化することで、破壊靱性を確保することが可能となる。ベイニティックフェライトの平均長さは8μm以下であるのが好ましい。
Average length of bainitic ferrite: 10 µm or less At the 1/4t position in the C cross section, the average length of the bainitic ferrite constituting the bainite in the longitudinal direction is set to 10 µm or less. Fracture toughness can be ensured by refining bainitic ferrite that constitutes bainite. The average length of bainitic ferrite is preferably 8 μm or less.

旧オーステナイト粒の厚さ方向における平均長さ:20μm以下
旧オーステナイト粒のアスペクト比の平均:2.5以上
ベイナイト組織の微細化は、熱間圧延前の加熱温度を低く制御し、かつ未再結晶域で高圧下率での仕上圧延を行うことで達成できる。すなわち、ベイナイトの旧オーステナイト粒は圧延方向に伸長した形状となる。そのため、L断面での1/4t位置において、旧オーステナイト粒の厚さ方向における平均長さを20μm以下とし、かつアスペクト比の平均を2.5以上とする。旧オーステナイト粒の厚さ方向における平均長さは15μm以下であるのが好ましい。また、旧オーステナイト粒のアスペクト比の平均は2.5超であるのが好ましく、4.0以上であるのがより好ましい。
Average length in the thickness direction of prior austenite grains: 20 μm or less Average aspect ratio of prior austenite grains: 2.5 or more Refinement of the bainite structure is achieved by controlling the heating temperature before hot rolling to a low level and without recrystallization. It can be achieved by performing finish rolling at a high reduction rate in the region. That is, the prior austenite grains of bainite have a shape elongated in the rolling direction. Therefore, at the 1/4t position in the L cross section, the average length in the thickness direction of the prior austenite grains is set to 20 µm or less, and the average aspect ratio is set to 2.5 or more. The average length in the thickness direction of the prior austenite grains is preferably 15 μm or less. Also, the average aspect ratio of the prior austenite grains is preferably more than 2.5, more preferably 4.0 or more.

ここで、本発明において、金属組織の面積率は以下のように求める。まず、鋼板からC断面での1/4t位置が観察面となるように、試料を採取する。そして、観察面をナイタールエッチングし、エッチング後に光学顕微鏡を用いて8視野を500倍で撮影する。そして得られた組織写真に対し、画像解析を行い、白色に見えるものをフェライト、黒色に見えるものをパーライトとして、それぞれの面積率を求める。 Here, in the present invention, the area ratio of the metal structure is obtained as follows. First, a sample is taken from the steel plate so that the 1/4t position in the C section becomes the observation surface. Then, the observation surface is etched with nital, and after the etching, 8 fields of view are photographed at 500 times using an optical microscope. Then, an image analysis is performed on the obtained structure photograph, and the area ratio of each of ferrite and black perlite is determined by taking white and pearlite.

次に、ナイタールエッチングした部分をレペラエッチングし、ナイタールエッチングで灰色に見えた部分について画像解析を行い、白色に見えるものをMA相として面積率を求める。 Next, the nital-etched portion is subjected to repeller etching, and image analysis is performed on the gray-looking portion due to the nital-etching.

ベイニティックフェライトの平均長さおよびベイナイトの面積率は、EBSD(Electron Back Scatter Diffraction)を用いたKAM(Kernel Average Misorientation)解析により算出する。KAM解析において、フェライトであると判断される組織において、局所方位差が1.0°を超える領域がベイニティックフェライトである。なお、測定に際しては、長軸方向の長さが1μm以上であるベイニティックフェライトを対象とする。また、ベイナイトの面積率はベイニティックフェライトの面積率を合計したものである。 The average length of bainitic ferrite and the area ratio of bainite are calculated by KAM (Kernel Average Misorientation) analysis using EBSD (Electron Back Scatter Diffraction). In the KAM analysis, in the tissue determined to be ferrite, the region where the local misorientation exceeds 1.0° is bainitic ferrite. In addition, bainitic ferrite having a length of 1 μm or more in the major axis direction is used for the measurement. Also, the area ratio of bainite is the sum of the area ratios of bainitic ferrite.

旧オーステナイト粒の厚さ方向における平均長さおよびアスペクト比の平均の測定は、JIS G 0551:2013に準じて行う。まず、鋼板からL断面での1/4t位置が観察面となるように、試料を採取する。次に、観察面を鏡面研磨した後、ピクリン酸飽和水溶液を用いて、Bechet-Beaujard法で腐食する。腐食によって黒色に現出した粒を旧オーステナイト粒とする。 The average length in the thickness direction and the average aspect ratio of the prior austenite grains are measured according to JIS G 0551:2013. First, a sample is taken from the steel plate so that the 1/4t position in the L cross section becomes the observation surface. Next, after the observation surface is mirror-polished, it is etched by the Bechet-Beaujard method using a picric acid saturated aqueous solution. Grains appearing black due to corrosion are referred to as prior austenite grains.

旧オーステナイト粒を現出させた観察面を、光学顕微鏡により観察し、面積0.05mm以上の視野を8視野以上(合計0.40mm以上)撮影する。そして、光学顕微鏡により撮影した組織写真に基づいて、旧オーステナイト粒の厚さを切断法により測定し、その平均値を旧オーステナイト粒の厚さ方向における平均長さとする。なお、測定に際しては、厚さ方向の長さが1μm以上である旧オーステナイト粒を対象とする。The observation surface on which prior austenite grains are exposed is observed with an optical microscope, and 8 or more fields of view with an area of 0.05 mm 2 or more (a total of 0.40 mm 2 or more) are photographed. Then, the thickness of the prior austenite grains is measured by a cutting method based on the structure photograph taken with an optical microscope, and the average value is taken as the average length in the thickness direction of the prior austenite grains. Prior austenite grains having a length of 1 μm or more in the thickness direction are used for the measurement.

また、上記の組織写真から、各旧オーステナイト粒について、長軸方向の最大長さと、長軸方向と直交する短軸方向の最大長さとをそれぞれ測定し、その比(長軸最大長さ/短軸最大長さ)を求める。そして、その平均値を旧オーステナイト粒のアスペクト比の平均とする。なお、未再結晶域で高圧下率での仕上圧延を施した場合、旧オーステナイト粒は、圧延方向に伸びた形状を示すため、長軸方向は圧延方向となり、短軸方向は板厚方向(いわゆるND方向)となる。 Further, from the above structure photograph, for each prior austenite grain, the maximum length in the long axis direction and the maximum length in the short axis direction perpendicular to the long axis direction are measured, and the ratio (maximum long axis length / short maximum shaft length). And let the average value be an average of the aspect-ratio of a prior austenite grain. When finish rolling is performed at a high reduction rate in the non-recrystallized region, the prior austenite grains exhibit a shape elongated in the rolling direction. so-called ND direction).

上記の方法で旧オーステナイト粒を十分に現出できない場合は、「鋼のオーステナイト組織の再構築法の高精度化に向けた検討」(畑顕吾、脇田昌幸、藤原知哉、河野佳織、新日鉄住金技報第404号(2016)、p.24~30)に記載される再構築法によって旧オーステナイト粒を特定し、旧オーステナイト粒の厚さ方向における平均長さおよびアスペクト比の平均を求めることとする。 If the prior austenite grains cannot be fully revealed by the above method, ``Study for higher accuracy reconstruction method of steel austenite structure'' (Kengo Hata, Masayuki Wakita, Tomoya Fujiwara, Kaori Kono, Nippon Steel & Sumikin Engineering Co., Ltd.) The prior austenite grains are identified by the reconstruction method described in Report No. 404 (2016), pp. 24-30), and the average length and aspect ratio in the thickness direction of the prior austenite grains are determined. .

複合介在物の個数密度:5~300個/mm
上述のように、本発明に係る鋼板は、金属組織中にZrおよびBを含む複合介在物を有する。これにより、溶接後の冷却時に粒内フェライト生成サイトとなり、HAZ靱性を向上させる。この時に、微細すぎる複合介在物はHAZ靱性に対する寄与が少ない。また、Alの割合が低い複合介在物が粒内フェライト生成サイトとしてより一層有効に機能する。
Number density of composite inclusions: 5 to 300/mm 2
As described above, the steel sheet according to the present invention has composite inclusions containing Zr and B in the metallographic structure. This serves as intragranular ferrite generation sites during cooling after welding, improving HAZ toughness. At this time, too fine composite inclusions contribute little to the HAZ toughness. In addition, composite inclusions with a low Al 2 O 3 ratio function more effectively as intragranular ferrite formation sites.

すなわち、本発明においては、円相当径(直径)が0.5μm以上であり、かつ、ZrO、Ti、およびAlの合計に占めるAlの割合が、質量%で、50%以下である複合介在物に注目し、その個数密度を制御する。上記複合介在物の個数密度が5個/mm未満では、HAZ靱性の向上効果が十分に得られない。上記複合介在物の個数密度が多いほど粒内フェライト生成サイトが増加するため好ましいが、個数密度が300個/mmを超えてもその効果は飽和する。したがって、上記複合介在物の個数密度を5~300個/mmとする。That is, in the present invention, the equivalent circle diameter (diameter) is 0.5 μm or more, and the ratio of Al 2 O 3 to the total of ZrO 2 , Ti 2 O 3 and Al 2 O 3 is 0.5% by mass. , focus on composite inclusions that are 50% or less, and control their number density. If the number density of the composite inclusions is less than 5/mm 2 , the effect of improving HAZ toughness cannot be sufficiently obtained. The higher the number density of the composite inclusions, the more the number of intragranular ferrite formation sites increases. Therefore, the number density of the composite inclusions is set to 5 to 300/mm 2 .

なお、本発明においては、5質量%以上のZrと、0.1質量%以上のBと、1質量%以上のOとを含む介在物を、ZrおよびBを含む複合介在物と定義する。また、複合介在物の円相当径および個数密度は、鏡面研磨した鋼表面をSEMによって観察することで、測定することができる。 In the present invention, inclusions containing 5% by mass or more of Zr, 0.1% by mass or more of B, and 1% by mass or more of O are defined as complex inclusions containing Zr and B. Also, the equivalent circle diameter and number density of composite inclusions can be measured by observing a mirror-polished steel surface with an SEM.

具体的には、10mm×10mm(100mm)の範囲について、SEMによって観察し、SEMに付属するエネルギー分散型X線分析装置(EDX)による定量分析によって、5質量%以上のZrと、0.1質量%以上のBと、1質量%以上のOとを含み、かつ、ZrO、Ti、およびAlの合計に占めるAlの割合が50質量%以下である粒子を特定する。そして、当該粒子のうち、円相当径が0.5μm以上の粒子の個数を測定し、観察した視野の面積で除して個数密度を測定する。個数密度の測定に際しては、SEMによって撮影された写真を用いてもよい。Specifically, a range of 10 mm×10 mm (100 mm 2 ) was observed by SEM, and by quantitative analysis using an energy dispersive X-ray spectrometer (EDX) attached to the SEM, Zr of 5% by mass or more and 0.5% by mass of Zr were found. Contains 1% by mass or more of B and 1% by mass or more of O, and the proportion of Al 2 O 3 in the total of ZrO 2 , Ti 2 O 3 and Al 2 O 3 is 50% by mass or less Identify particles. Then, among the particles, the number of particles having an equivalent circle diameter of 0.5 μm or more is measured, and the number density is measured by dividing the number by the area of the observed field of view. A photograph taken by an SEM may be used for the measurement of the number density.

(C)鋼板の機械的特性
本発明に係る鋼板の機械的特性について、特に制限はないが、本発明に係る鋼板は、高い強度を有し、かつ低温靱性およびHAZ靱性に優れる。具体的には、降伏応力(YS)が460~860MPaで、引張強さ(TS)が570~980MPaであることが好ましい。また、低温靱性の指標となる破面遷移温度(vTrs)が-60℃以下であることが好ましい。さらに、破壊靱性の指標となる-10℃における亀裂先端開口変位(Crack Tip Opening Displacement:CTOD)値が0.50mm以上であることが好ましい。
(C) Mechanical Properties of Steel Plate The mechanical properties of the steel plate according to the present invention are not particularly limited, but the steel plate according to the present invention has high strength and excellent low temperature toughness and HAZ toughness. Specifically, it is preferable that the yield stress (YS) is 460-860 MPa and the tensile strength (TS) is 570-980 MPa. Further, the fracture surface transition temperature (vTrs), which is an index of low temperature toughness, is preferably −60° C. or less. Furthermore, it is preferable that the Crack Tip Opening Displacement (CTOD) value at −10° C., which is an index of fracture toughness, is 0.50 mm or more.

なお、引張強さ(TS)および降伏応力(YS)は、JIS Z 2241:2011に基づき、板厚中心部から圧延方向と直角の方向に採取した、1B号引張試験片を用いて測定する。詳細には、降伏応力(YS)は永久伸び0.2%時の永久伸び法の耐力である。また、破面遷移温度(vTrs)の評価は、JIS Z 2242:2005に準拠し、試験片はVノッチ試験片とし、鋼板の1/4t位置を含むように採取する。さらに、ISO 15653:2018に準じて、母材の板厚方向の全厚を3点曲げのノッチ位置とするCTOD試験片を採取し、-10℃におけるCTOD値を測定する。 The tensile strength (TS) and yield stress (YS) are measured using a No. 1B tensile test piece sampled in the direction perpendicular to the rolling direction from the center of the plate thickness based on JIS Z 2241:2011. Specifically, the yield stress (YS) is the yield strength of the elongation set method at 0.2% elongation set. The fracture surface transition temperature (vTrs) is evaluated according to JIS Z 2242:2005, the test piece is a V-notch test piece, and the sample is taken so as to include the 1/4t position of the steel plate. Furthermore, in accordance with ISO 15653:2018, a CTOD test piece is taken with the notch position of three-point bending for the total thickness of the base material in the plate thickness direction, and the CTOD value at -10°C is measured.

さらに、溶接入熱量が35kJ/mmの条件で溶接した場合のHAZの-20℃でのシャルピー吸収エネルギーが、3回の測定の平均値で100J以上であり、かつ最低値で50J以上であることが好ましい。 Furthermore, when welding is performed under the condition that the welding heat input is 35 kJ / mm, the Charpy absorbed energy of the HAZ at -20 ° C. is 100 J or more in the average value of three measurements, and 50 J or more in the minimum value. is preferred.

HAZのシャルピー吸収エネルギーは、以下の方法により測定する。まず、鋼板に対して、入熱35kJ/mmの溶接(大入熱溶接)を再現した熱サイクルを付与する。具体的な熱サイクル条件としては、室温から1400℃まで加熱した後、1400℃で5秒間保持し、その後、粒内変態に関わる温度範囲である800℃から500℃までの温度範囲を1.0℃/秒の速度に制御して冷却する。 The Charpy absorption energy of HAZ is measured by the following method. First, a heat cycle that reproduces welding with a heat input of 35 kJ/mm (high heat input welding) is applied to the steel plate. As a specific heat cycle condition, after heating from room temperature to 1400° C., holding at 1400° C. for 5 seconds, after that, the temperature range from 800° C. to 500° C., which is the temperature range related to intragranular transformation, is set to 1.0. Cooling is controlled at a rate of °C/sec.

熱サイクルを付与した後の鋼板から、3個ずつVノッチ試験片を採取し、-20℃でシャルピー衝撃試験を行い、吸収エネルギー(vE-20)を測定する。なお、Vノッチ試験片は、JIS Z 2242:2005に記載されたVノッチ試験片に準じて作製し、シャルピー衝撃試験は、JIS Z 2242:2005に準拠して行う。そして、3個の試験片のvE-20の平均値および最低値を求める。Three V-notch test pieces are taken from the steel plate after the heat cycle, and subjected to a Charpy impact test at -20°C to measure the absorbed energy (vE -20 ). The V-notch test piece is prepared according to the V-notch test piece described in JIS Z 2242:2005, and the Charpy impact test is performed according to JIS Z 2242:2005. Then, the average and lowest values of vE -20 of the three specimens are obtained.

(D)鋼板の厚さ
本発明に係る鋼板の厚さについて、特に制限はないが、溶接構造物として用いる場合には、板厚は10~70mmであるのが好ましく、20~60mmであるのがより好ましい。また、本発明における低温靱性および破壊靱性の向上効果は、厚さが50mm未満の場合に顕著に発揮される。
(D) Thickness of steel plate The thickness of the steel plate according to the present invention is not particularly limited, but when used as a welded structure, the plate thickness is preferably 10 to 70 mm, more preferably 20 to 60 mm. is more preferred. Moreover, the effect of improving the low-temperature toughness and fracture toughness in the present invention is remarkably exhibited when the thickness is less than 50 mm.

(E)鋼板の製造方法
本発明に係る鋼板の製造条件について特に制限はないが、例えば、以下に示す条件で精錬工程、連続鋳造工程、加熱工程、熱間圧延工程および加速冷却工程を順に行うことで、製造することができる。各工程について説明する。
(E) Steel sheet manufacturing method Although there is no particular limitation on the manufacturing conditions of the steel sheet according to the present invention, for example, a refining process, a continuous casting process, a heating process, a hot rolling process and an accelerated cooling process are performed in order under the conditions shown below. can be manufactured. Each step will be explained.

(a)精錬工程
精錬工程は、溶鋼を製造する工程である。精錬工程では、投入する脱酸Al量を、溶鋼1t当たり0.2~1.3kgとする。脱酸Al量を0.2kg/t以上とすることで溶存O濃度を低減し、Zr含有酸化物を微細分散させることが可能となる。一方、脱酸Al量を1.3kg/t以下とすることで、複合介在物中のAlの割合を低減することができる。脱酸Alの投入は、例えば、転炉を用いて行うことができる。
(a) Refining process A refining process is a process of manufacturing molten steel. In the refining process, the amount of deoxidized Al introduced is 0.2 to 1.3 kg per 1 ton of molten steel. By setting the deoxidizing Al amount to 0.2 kg/t or more, it becomes possible to reduce the dissolved O concentration and finely disperse the Zr-containing oxide. On the other hand, by setting the deoxidized Al amount to 1.3 kg/t or less, the ratio of Al 2 O 3 in the composite inclusions can be reduced. Deoxidizing Al can be charged using, for example, a converter.

続いて、真空脱ガスを行い、溶鋼中の溶存O濃度が0.0050質量%以下となってからZrを添加する。溶存O濃度が0.0050質量%を超える状態でZrを添加すると、Zr含有酸化物を微細分散させることが困難になるだけでなく、複合介在物中のAlの割合を低減することができなくなるおそれがある。また、生成するZrO量が多くなり、溶鋼を連続鋳造する際のタンディッシュへの注入ノズルの閉塞のリスクが高くなる。Subsequently, vacuum degassing is performed, and Zr is added after the dissolved O concentration in the molten steel reaches 0.0050% by mass or less. If Zr is added in a state where the dissolved O concentration exceeds 0.0050% by mass, it becomes difficult not only to finely disperse the Zr-containing oxide, but also to reduce the proportion of Al 2 O 3 in the composite inclusions. may not be possible. In addition, the amount of ZrO 2 produced increases, increasing the risk of blockage of the injection nozzle into the tundish during continuous casting of molten steel.

次に、Zrの添加から1分以上経過した後にBを添加する。これにより、Zr含有酸化物の表層にBが偏析し、B窒化物を析出させることが可能となる。Zrの添加からBを添加するまでの時間について、上限は特に設ける必要はないが、5分以内とするのが好ましい。ZrおよびBの添加は、例えば、環流型脱ガス装置内において行うことができる。 Next, B is added after one minute or more has passed since the addition of Zr. As a result, B segregates on the surface layer of the Zr-containing oxide, and B nitrides can be precipitated. There is no particular upper limit to the time from the addition of Zr to the addition of B, but it is preferably within 5 minutes. Addition of Zr and B can be performed, for example, in a reflux degasser.

(b)連続鋳造工程
連続鋳造工程は、溶鋼を連続鋳造して上述した化学組成を有する鋼片を製造する工程である。連続鋳造工程では、鋼片の表面温度が1200~900℃の間における平均冷却速度を0.5℃/秒以下とする。これにより、Zr含有酸化物においてZrOとAlとの分離が進み、複合介在物中のAlの割合を低減することができるようになる。
(b) Continuous Casting Process The continuous casting process is a process of continuously casting molten steel to produce steel slabs having the chemical composition described above. In the continuous casting process, the average cooling rate is set to 0.5°C/second or less when the surface temperature of the steel slab is between 1200°C and 900°C. As a result, the separation of ZrO 2 and Al 2 O 3 in the Zr-containing oxide proceeds, and the proportion of Al 2 O 3 in the composite inclusions can be reduced.

(c)加熱工程
加熱工程は、鋼片の加熱により、オーステナイト相の組織制御に寄与する工程である。加熱工程では、上記の鋼片を950~1080℃の加熱温度まで加熱する。加熱工程は加熱炉で行うとよい。なお、鋼片を950~1080℃に加熱するとは、加熱炉から抽出する際の鋼片の全厚平均温度が、950~1080℃の範囲になるように加熱することであり、本明細書では、この鋼片の全厚平均温度を鋼片の加熱温度と称する。また、全厚平均温度は、加熱炉内の温度、加熱時間、鋼片の表面温度から計算で求めることが可能である。
(c) Heating step The heating step is a step that contributes to the control of the structure of the austenitic phase by heating the steel slab. In the heating step, the steel slab is heated to a heating temperature of 950-1080°C. The heating step is preferably performed in a heating furnace. Note that heating the steel slab to 950 to 1080 ° C. means heating so that the average temperature of the entire thickness of the steel slab when extracted from the heating furnace is in the range of 950 to 1080 ° C. In this specification, , the total thickness average temperature of the steel billet is called the heating temperature of the steel billet. Further, the total thickness average temperature can be calculated from the temperature in the heating furnace, the heating time, and the surface temperature of the steel slab.

加熱温度が950℃未満では、オーステナイト化が不十分になるとともに、オーステナイト粒が微細化することにより焼入れ性が低下するため、板厚が厚く、強度が高い鋼板にすることが困難である。さらに、オーステナイト粒の微細化により仕上圧延時の再結晶が促進されることで、旧オーステナイト粒のアスペクト比が低下する。また、加熱温度が1080℃を超えると、オーステナイト粒が粗大化し、最終組織においてベイナイト組織を微細化することが困難になる。好ましい加熱温度の範囲は、1000~1050℃である。 If the heating temperature is less than 950° C., austenitization becomes insufficient and the austenite grains become finer, resulting in lower hardenability. Furthermore, the refinement of the austenite grains promotes recrystallization during finish rolling, thereby lowering the aspect ratio of the prior austenite grains. On the other hand, if the heating temperature exceeds 1080° C., the austenite grains become coarse, making it difficult to refine the bainite structure in the final structure. A preferable heating temperature range is 1000 to 1050°C.

(d)熱間圧延工程
熱間圧延工程は、粗圧延と仕上圧延とを含む。粗圧延は、鋼片の表面温度がTrex以上の範囲で実施する。すなわち、鋼片の表面温度がTrex以上である状態で粗圧延を開始し、鋼片の表面温度がTrex以上である状態で粗圧延を終了する。粗圧延をTrex以上の範囲で実施することで、オーステナイト粒の再結晶により、微細化が可能となる。なお、粗圧延の終了時の表面温度が、粗圧延の開始時の表面温度よりも高い場合がある。これは、粗圧延によって加工発熱が発生した影響、および表面温度よりも内部温度の方が高温であることによる、鋼片の板厚方向の伝熱影響が考えられる。
(d) Hot Rolling Process The hot rolling process includes rough rolling and finish rolling. Rough rolling is carried out in a range in which the surface temperature of the steel slab is equal to or higher than Trex . That is, the rough rolling is started when the surface temperature of the billet is T rex or more, and the rough rolling is finished when the surface temperature of the billet is T rex or more. By performing rough rolling in the range of T rex or higher, recrystallization of austenite grains enables refinement. The surface temperature at the end of rough rolling may be higher than the surface temperature at the start of rough rolling. This is thought to be due to the effect of heat generated during rough rolling and the effect of heat transfer in the thickness direction of the billet due to the fact that the internal temperature is higher than the surface temperature.

また、粗圧延における累積圧下率は10~75%の範囲とする。粗圧延における累積圧下率とは、粗圧延開始時の板厚から粗圧延終了後の板厚を引いたものを、粗圧延開始時の板厚で除した値である。粗圧延時の累積圧下率が10%未満では、オーステナイトの再結晶による微細化が困難であるとともに、ポロシティが残存して内部割れが生じ、延性および靱性の劣化が発生する可能性がある。また、累積圧下率が75%を超えると、オーステナイト粒が過度に微細化するため、仕上圧延時の再結晶が促進されることで、旧オーステナイト粒のアスペクト比が低下するとともに、パス数が増加して生産性が低下する。好ましい累積圧下率は、30~60%である。なお、以下の説明においては、粗圧延を施した後の鋼片を鋼板と呼ぶ。 Also, the cumulative rolling reduction in rough rolling is in the range of 10 to 75%. The cumulative draft in rough rolling is a value obtained by subtracting the thickness after completion of rough rolling from the thickness at the start of rough rolling and dividing the thickness at the start of rough rolling by the thickness at the start of rough rolling. If the cumulative rolling reduction during rough rolling is less than 10%, refinement by recrystallization of austenite is difficult, and porosity may remain and internal cracks may occur, resulting in deterioration of ductility and toughness. In addition, when the cumulative rolling reduction exceeds 75%, the austenite grains are excessively refined, and recrystallization during finish rolling is promoted, thereby decreasing the aspect ratio of the prior austenite grains and increasing the number of passes. productivity. A preferred cumulative rolling reduction is 30 to 60%. In addition, in the following description, the steel slab after rough rolling is called a steel plate.

続く仕上圧延は、鋼板の表面温度がAr以上Trex未満の範囲で実施する。すなわち、粗圧延終了後に冷却し、鋼板の表面温度がAr以上Trex未満である状態で仕上圧延を開始し、鋼板の表面温度がAr以上Trex未満である状態で仕上圧延を終了する。仕上圧延をTrex未満の範囲で実施することで、再結晶させずにオーステナイト粒に歪みを付与することが可能となる。これにより、最終組織におけるベイナイトを微細化することができる。仕上温度を、表面温度がTrex以上の範囲で行うと、再結晶が促進され、旧オーステナイト粒のアスペクト比が低下してしまう。一方、仕上圧延を、表面温度がAr未満の範囲で行うと、加工フェライトが生成し、最終組織においてベイナイト主体の組織とすることができなくなるおそれがある。The subsequent finish rolling is carried out in a range where the surface temperature of the steel sheet is Ar 3 or more and less than Trex . That is, after the completion of rough rolling, the steel sheet is cooled, the finish rolling is started when the surface temperature of the steel sheet is Ar 3 or more and less than Trex , and the finish rolling is finished when the surface temperature of the steel sheet is Ar 3 or more and less than Trex . . By performing the finish rolling in the range of less than Trex , it is possible to impart strain to the austenite grains without recrystallization. Thereby, the bainite in the final structure can be refined. If the finishing temperature is set within a range where the surface temperature is T rex or higher, recrystallization will be promoted and the aspect ratio of the prior austenite grains will decrease. On the other hand, if the finish rolling is carried out at a surface temperature of less than 3 Ar, deformed ferrite is generated, and the final structure may not be composed mainly of bainite.

また、仕上圧延における累積圧下率は65~90%の範囲とする。仕上圧延における累積圧下率とは、仕上圧延開始時(粗圧延終了後)の板厚から仕上圧延終了後の板厚を引いたものを、仕上圧延開始時の板厚で除した値である。仕上圧延における累積圧下率を65%以上とすることで、オーステナイト粒に十分な歪みを付与することが可能となる。累積圧下率が65%未満であると、オーステナイト粒への歪の付与が不十分になるとともに、オーステナイト粒の扁平化が促進されず、アスペクト比が低下する。また、累積圧下率が90%を超えると、再結晶が促進され、旧オーステナイト粒のアスペクト比が低下するとともに、パス数が増加して生産性が低下する。好ましい累積圧下率は、70~80%である。 Further, the cumulative rolling reduction in finish rolling is in the range of 65 to 90%. The cumulative rolling reduction in finish rolling is a value obtained by subtracting the thickness after finish rolling from the thickness at the start of finish rolling (after the end of rough rolling) and dividing it by the thickness at the start of finish rolling. By setting the cumulative rolling reduction in the finish rolling to 65% or more, it becomes possible to impart sufficient strain to the austenite grains. When the cumulative rolling reduction is less than 65%, the austenite grains are not sufficiently strained, and the flattening of the austenite grains is not promoted, resulting in a decrease in the aspect ratio. On the other hand, when the cumulative rolling reduction exceeds 90%, recrystallization is promoted, the aspect ratio of the prior austenite grains is lowered, and the number of passes is increased to lower the productivity. A preferred cumulative rolling reduction is 70 to 80%.

さらに、仕上圧延におけるパス間時間は15秒以下とする。パス間時間が15秒を超えると加工によって付与した歪みが回復し、最終組織におけるベイナイトを十分に微細化することができなくなるとともに、再結晶が促進され、旧オーステナイト粒のアスペクト比が低下する。パス間時間は短ければ短いほど好ましいため、下限を設ける必要はないが、操業性の観点から3秒以上とすることが好ましい。なお、一般的に仕上圧延はリバース圧延により行われる。仕上圧延におけるパス間時間とは、鋼板が前方に進行しながら圧延ロールにより圧延され、鋼板の後端が圧延ロールから抜けてから、鋼板の進行方向が後方へとリバースし、再度鋼板の後端が圧延ロールに噛み込まれるまでの時間を意味する。 Furthermore, the time between passes in finish rolling shall be 15 seconds or less. If the time between passes exceeds 15 seconds, the strain imparted by working is recovered, and bainite in the final structure cannot be sufficiently refined, and recrystallization is promoted, and the aspect ratio of prior austenite grains is reduced. Since the shorter the time between passes, the better, so there is no need to set a lower limit, but from the viewpoint of operability, it is preferably 3 seconds or more. Finish rolling is generally performed by reverse rolling. The time between passes in finish rolling means that the steel plate is rolled by the rolling rolls while advancing forward, and after the trailing end of the steel plate leaves the rolling rolls, the direction of travel of the steel plate reverses backward, and the trailing end of the steel plate is reversed again. is the time until it is bitten into the rolling rolls.

そして、仕上圧延完了から、後述する加速冷却工程における冷却開始までの時間を50秒以下とする。仕上圧延完了から冷却開始までの時間が50秒を超えると、加工によって付与した歪みが回復し、最終組織におけるベイナイトを十分に微細化することができなくなるとともに、再結晶が促進され、旧オーステナイト粒のアスペクト比が低下する。仕上圧延完了から冷却開始までの時間は短ければ短いほど好ましいため、下限を設ける必要はないが、操業性の観点から5秒以上とすることが好ましい。なお、仕上圧延完了から冷却開始までの時間とは、前方へと進行する鋼板の先端が、最終パスにおける圧延ロールを抜けてから、水冷が開始されるまでの時間を意味する。 The time from the completion of finish rolling to the start of cooling in the accelerated cooling step, which will be described later, is set to 50 seconds or less. If the time from the completion of finish rolling to the start of cooling exceeds 50 seconds, the strain imparted by working is recovered, and bainite in the final structure cannot be sufficiently refined, recrystallization is promoted, and prior austenite grains are reduced. aspect ratio is reduced. The shorter the time from the completion of finish rolling to the start of cooling, the better. Therefore, there is no need to set a lower limit, but from the viewpoint of workability, it is preferable to set the time to 5 seconds or more. The time from the completion of finish rolling to the start of cooling means the time from when the front end of the steel sheet traveling forward passes through the rolling rolls in the final pass until water cooling starts.

上記説明において、Arは降温過程でオーステナイト粒からフェライト粒に変態が始まる変態開始温度を意味し、下記(i)式で求められる。また、Trexは等軸な再結晶粒が生成し成長し得る最低温度である再結晶温度を意味し、下記(ii)式で求められる。なお、下記式中の元素記号は、鋼板中に含まれる各元素の含有量(質量%)を表し、含有されない場合は0を代入するものとする。In the above description, Ar 3 means the transformation start temperature at which the transformation from austenite grains to ferrite grains begins in the temperature-falling process, and is determined by the following formula (i). Trex means a recrystallization temperature which is the lowest temperature at which equiaxed recrystallized grains can form and grow, and is determined by the following formula (ii). The symbol of each element in the following formula represents the content (% by mass) of each element contained in the steel sheet, and 0 is substituted when the element is not contained.

Ar=910-310×C+65×Si-80×Mn-20×Cu-55×Ni-15×Cr-80×Mo ・・・(i)
rex=-91900[Nb*]+9400[Nb*]+770 ・・・(ii)
但し、下記(iii)式で求められる固溶Nb量(質量%)を、sol.Nbとした時に、
Nb≧sol.Nbの場合は、[Nb*]=sol.Nb
Nb<sol.Nbの場合は、[Nb*]=Nb
とする。
sol.Nb=(10(-6770/(T+273)+2.26))/(C+12/14×N) ・・・(iii)
なお、上記式中のTは加熱工程における鋼片の加熱温度(℃)を表す。
Ar 3 =910−310×C+65×Si−80×Mn−20×Cu−55×Ni−15×Cr−80×Mo (i)
T rex =−91900 [Nb*] 2 +9400 [Nb*]+770 (ii)
However, the solid-solution Nb amount (mass%) obtained by the following formula (iii) is calculated as sol. When Nb is
Nb≧sol. Nb, [Nb*]=sol. Nb
Nb<sol. For Nb, [Nb*]=Nb
and
sol. Nb=(10 (-6770/(T+273)+2.26) )/(C+12/14×N) (iii)
Note that T in the above formula represents the heating temperature (° C.) of the steel slab in the heating process.

(e)加速冷却工程
加速冷却工程では、仕上圧延が終了した鋼板を水冷する。この際、冷却開始温度をTrex-10℃以下とし、かつ、冷却開始から冷却終了までの平均冷却速度が5~50℃/秒となる条件で、0~550℃の冷却停止温度まで水冷する。
(e) Accelerated Cooling Step In the accelerated cooling step, the steel sheet after finish rolling is water-cooled. At this time, water cooling is performed to a cooling stop temperature of 0 to 550 ° C. under the conditions that the cooling start temperature is T rex -10 ° C. or less and the average cooling rate from the start of cooling to the end of cooling is 5 to 50 ° C./sec. .

仕上圧延をAr以上Trex未満の範囲で実施したとしても、その後の復熱によって冷却開始温度がTrex-10℃を超えると、加工によって付与した歪みの回復が促進され、最終組織におけるベイナイトを構成するベイニティックフェライトを十分に微細化することができなくなる。Even if finish rolling is performed in the range of Ar 3 or more and less than T rex , if the cooling start temperature exceeds T rex -10 ° C. due to subsequent reheating, the recovery of the strain imparted by working is accelerated, and bainite in the final structure The bainitic ferrite that constitutes cannot be sufficiently refined.

加えて、5~50℃/秒の平均冷却速度で0~550℃の冷却停止温度まで水冷することで、最終組織をベイナイト主体の組織とすることができる。なお、平均冷却速度および冷却停止温度は、鋼板の化学組成におけるCeqの値に応じて調整し、マルテンサイト変態しない条件とする。 In addition, by water cooling to a cooling stop temperature of 0 to 550° C. at an average cooling rate of 5 to 50° C./sec, the final structure can be made mainly of bainite. The average cooling rate and the cooling stop temperature are adjusted according to the value of Ceq in the chemical composition of the steel sheet, and the conditions are such that martensite transformation does not occur.

(f)焼戻し工程
加速冷却工程の後に、350~650℃の温度範囲まで加熱する焼戻し工程をさらに備えてもよい。焼戻し工程を行うことで、冷却によって過剰に高くなった転位密度を低減させることができる。なお、加速冷却工程における冷却停止温度が高い場合には、自己焼戻し効果が得られるため、焼戻し工程を行わなくてもよい。一方、加速冷却工程において、例えば室温程度まで冷却した場合には、焼戻し工程を行うことが好ましい。
(f) Tempering Step A tempering step of heating to a temperature range of 350 to 650° C. may be further provided after the accelerated cooling step. By performing the tempering process, it is possible to reduce the dislocation density that has become excessively high due to cooling. When the cooling stop temperature in the accelerated cooling process is high, the self-tempering effect is obtained, so the tempering process does not have to be performed. On the other hand, in the accelerated cooling process, it is preferable to perform a tempering process when cooling to about room temperature, for example.

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

高炉から出銑された溶銑を、溶銑予備処理で脱硫処理し、転炉型精錬容器にて脱Pおよび脱C処理し、さらに脱酸Alを投入した後、取鍋に受鋼した。出鋼の際、合金元素を添加し、保温用のカバースラグを添加した。 Hot metal tapped from a blast furnace was desulfurized by hot metal pretreatment, deP and deC treated in a converter-type refining vessel, deoxidized Al was added, and received in a ladle. At the time of tapping, alloying elements were added, and cover slag for heat retention was added.

続いて、取鍋内の溶鋼をRH真空脱ガス装置にて減圧処理を行った。溶製中は適宜溶鋼サンプルを採取し、分析に供して溶鋼成分を得た。溶鋼温度は1560℃から1610℃で推移した。RH処理前半でZrおよびBを除く合金を添加して成分調整を実施するとともに真空脱ガスを行い、溶存O濃度を調整した。溶存O濃度は、酸素濃度プローブを用いて測定した。 Subsequently, the molten steel in the ladle was decompressed by an RH vacuum degasser. During the melting process, molten steel samples were taken as needed and subjected to analysis to obtain molten steel components. The molten steel temperature changed from 1560°C to 1610°C. In the first half of the RH treatment, an alloy other than Zr and B was added to adjust the components, and vacuum degassing was performed to adjust the dissolved O concentration. Dissolved O concentration was measured using an oxygen concentration probe.

その後、ZrおよびBを添加し、均一に混合するために環流処理を行った。一部の例を除いて、Zrを添加し、所定時間が経過した後に、Bを添加した。なお、Zrを添加する前にBを添加した例では、Zrを添加してからBを添加するまでの時間をマイナスで表記している。 After that, Zr and B were added, and a reflux treatment was performed to uniformly mix them. Except for some examples, Zr was added, and B was added after a predetermined time had passed. In the example in which B was added before Zr was added, the time from the addition of Zr to the addition of B is indicated by minus.

RH真空脱ガス装置で処理した後、連続鋳造法によって、表1および2の化学組成を有する鋼片を作製した。連続鋳造では、鋼片の表面温度が1200~900℃の間における平均冷却速度を適宜調節した。表3および4に、精錬工程における、溶鋼1t当たりに投入する脱酸Al量(kg/t)、Zrを添加する際の溶鋼中の溶存O濃度(質量%)、およびZrを添加してからBを添加するまでの時間(分)、ならびに連続鋳造工程における1200~900℃の間における平均冷却速度(℃/秒)を示す。さらに、上記の鋼片を用いて、表5および6の製造条件により板厚10~70mmの鋼板を試作した。 Billets having the chemical compositions in Tables 1 and 2 were produced by a continuous casting method after being treated in an RH vacuum degasser. In continuous casting, the average cooling rate was appropriately adjusted when the surface temperature of the steel slab was between 1200 and 900°C. Tables 3 and 4 show the amount of deoxidized Al (kg / t) put into 1 ton of molten steel in the refining process, the dissolved O concentration (% by mass) in the molten steel when adding Zr, and after adding Zr The time (minutes) to B addition and the average cooling rate (° C./sec) between 1200 and 900° C. in the continuous casting process are shown. Furthermore, using the steel slabs described above, steel sheets with a thickness of 10 to 70 mm were experimentally manufactured under the manufacturing conditions shown in Tables 5 and 6.

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得られた鋼板の金属組織観察を行い、各組織の面積率の測定を行った。具体的には、まず鋼板からC断面での1/4t位置が観察面となるように、試料を採取した。そして、観察面をナイタールエッチングし、エッチング後に光学顕微鏡を用いて8視野を500倍で撮影し、得られた組織写真に対し、画像解析を行い、白色に見えるものをフェライト、黒色に見えるものをパーライトとして、それぞれの面積率を求めた。 The metal structure of the obtained steel plate was observed, and the area ratio of each structure was measured. Specifically, first, a sample was taken from the steel plate so that the 1/4t position in the C cross section was the observation surface. Then, the observation surface is etched with nital, and after etching, 8 fields of view are photographed at 500 times using an optical microscope, and image analysis is performed on the obtained structure photograph. Ferrite appears white, and black appears black. was defined as pearlite, and the area ratio of each was obtained.

次に、ナイタールエッチングした部分をレペラエッチングし、ナイタールエッチングで灰色に見えた部分について画像解析を行い、白色に見えるものをMA相として面積率を求めた。 Next, the nital-etched portion was subjected to repeller etching, and image analysis was performed on the portion that appeared gray due to the nital etching.

ベイニティックフェライトの平均長さおよびベイナイトの面積率は、EBSDを用いたKAM解析により算出した。KAM解析において、フェライトであると判断される組織において、局所方位差が1.0°を超える領域をベイニティックフェライトとした。なお、測定に際しては、長軸方向の長さが1μm以上であるベイニティックフェライトを対象とした。また、ベイナイトの面積率はベイニティックフェライトの面積率を合計したものとした。 The average length of bainitic ferrite and the area ratio of bainite were calculated by KAM analysis using EBSD. In the KAM analysis, in the structure determined to be ferrite, the region where the local misorientation exceeded 1.0° was defined as bainitic ferrite. For the measurement, bainitic ferrite having a length of 1 μm or more in the major axis direction was used. Also, the area ratio of bainite was the sum of the area ratios of bainitic ferrite.

さらに、旧オーステナイト粒の厚さ方向における平均長さおよびアスペクト比の平均の測定を、JIS G 0551:2013に準じて行った。まず、鋼板からL断面での1/4t位置が観察面となるように、試料を採取した。次に、観察面を鏡面研磨した後、ピクリン酸飽和水溶液を用いて、Bechet-Beaujard法で腐食し、旧オーステナイト粒を現出させた。 Furthermore, the average length in the thickness direction and the average aspect ratio of the prior austenite grains were measured according to JIS G 0551:2013. First, a sample was taken from the steel plate so that the 1/4t position in the L cross section would be the observation surface. Next, after the observation surface was mirror-polished, it was corroded by the Bechet-Beaujard method using a saturated aqueous solution of picric acid to reveal prior austenite grains.

旧オーステナイト粒を現出させた観察面を、光学顕微鏡により観察し、面積0.05mm以上の視野を8視野以上(合計0.40mm以上)撮影した。そして、光学顕微鏡により撮影した組織写真に基づいて、旧オーステナイト粒の厚さを切断法により測定し、その平均値を旧オーステナイト粒の厚さ方向における平均長さとした。測定に際しては、厚さ方向の長さが1μm以上である旧オーステナイト粒を対象とした。The observation surface where the prior austenite grains were exposed was observed with an optical microscope, and 8 or more fields of view with an area of 0.05 mm 2 or more (a total of 0.40 mm 2 or more) were photographed. Then, the thickness of the prior austenite grains was measured by a cutting method based on the structure photograph taken with an optical microscope, and the average value was taken as the average length in the thickness direction of the prior austenite grains. Prior austenite grains having a length of 1 μm or more in the thickness direction were used for the measurement.

また、上記の組織写真から、各旧オーステナイト粒について、長軸方向の最大長さと、長軸方向と直交する短軸方向の最大長さとをそれぞれ測定し、その比(長軸最大長さ/短軸最大長さ)を求め、その平均値を旧オーステナイト粒のアスペクト比の平均とした。 Further, from the above structure photograph, for each prior austenite grain, the maximum length in the long axis direction and the maximum length in the short axis direction perpendicular to the long axis direction are measured, and the ratio (maximum long axis length / short The maximum length of the axis) was obtained, and the average value was taken as the average aspect ratio of the prior austenite grains.

続いて、鋼板から試験片を切り出し、10%アセチルアセトン-1%テトラメチルアンモニウムクロライド/メタノールにて、20mA/cmの電流密度で約0.4g電解した。その電解に用いた溶液を孔径0.2μmのフィルターでろ過し、フィルター上に捕集した抽出残渣について、ICP発光分光分析法を用いることで、抽出残渣中のZr含有量を測定し、Insol.Zrとした。また、鋼中に含まれるZr含有量からInsol.Zrを差し引いた値を、Sol.Zrとした。Subsequently, a test piece was cut out from the steel plate and electrolyzed with about 0.4 g of 10% acetylacetone-1% tetramethylammonium chloride/methanol at a current density of 20 mA/cm 2 . The solution used for the electrolysis was filtered through a filter with a pore size of 0.2 μm, and the extraction residue collected on the filter was measured for the Zr content in the extraction residue by using ICP emission spectrometry. Zr. Insol. The Zr-subtracted value is the Sol. Zr.

また、鋼中に固溶Bとして存在するB含有量Bを下記式に基づき算出した。
´>Bの場合は、B=B
0<B´≦Bの場合は、B=B´
´≦0の場合は、B=0
とし、B´は下記(II)式で表される。
´=B-(N-(Ti-(O-Insol.Zr×(32/91.224))×(95.73/48))×(14/47.867))×(10.811/14) ・・・(II)
なお、上記式中の元素記号は、鋼板中に含まれる各元素の含有量(質量%)を表し、含有されない場合は0を代入するものとする。
In addition, the B content BF present as solid solution B in the steel was calculated based on the following formula.
If B F ′>B then B F =B
If 0<B F '≦B then BF = BF '
If B F ′≦0, then B F =0
, and B F ' is represented by the following formula (II).
BF ′=B−(N−(Ti−(O—Insol.Zr×(32/91.224))×(95.73/48))×(14/47.867))×(10.811 / 14) ... (II)
The symbol of each element in the above formula represents the content (% by mass) of each element contained in the steel sheet, and 0 is substituted when the element is not contained.

次に、鋼板の表面を鏡面研磨し、10mm×10mm(100mm)の範囲について、SEMによって観察し、SEMに付属するEDXによる定量分析によって、5質量%以上のZrと、0.1質量%以上のBと、1質量%以上のOとを含み、かつ、ZrO、Ti、およびAlの合計に占めるAlの割合が50質量%以下である粒子を特定した。そして、当該粒子のうち、円相当径が0.5μm以上の粒子の個数を測定し、観察した視野の面積で除して個数密度を測定した。Next, the surface of the steel sheet was mirror-polished, and the area of 10 mm × 10 mm (100 mm 2 ) was observed by SEM. Particles containing B above and 1% by mass or more of O, and in which the proportion of Al 2 O 3 in the total of ZrO 2 , Ti 2 O 3 and Al 2 O 3 is 50% by mass or less is specified. did. Then, among the particles, the number of particles having an equivalent circle diameter of 0.5 μm or more was measured, and the number density was measured by dividing the number by the area of the observed field of view.

これらの測定結果を表7および8に示す。なお、表中においては、フェライトの面積率を「F分率」、パーライトの面積率を「P分率」、ベイナイトの面積率を「B分率」、MA相の面積率を「MA分率」、ベイニティックフェライトの長軸方向の平均長さを「BF長さ」と表記する。 These measurement results are shown in Tables 7 and 8. In the table, the area ratio of ferrite is “F fraction”, the area ratio of pearlite is “P fraction”, the area ratio of bainite is “B fraction”, and the area ratio of MA phase is “MA fraction”. ”, and the average length of the bainitic ferrite in the major axis direction is denoted as “BF length”.

Figure 0007127751000007
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Figure 0007127751000008
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さらに、引張強さ(TS)および降伏応力(YS)を、JIS Z 2241:2011に基づき測定した。試験片は、板厚中心部から圧延方向に直行する方向(幅方向)を長手方向として採取した、1B号引張試験片を用いて測定した。降伏応力(YS)は永久伸び0.2%時の永久伸び法の耐力とした。本実施例では、YSが460MPa以上、かつTSが570MPa以上であるものを、高い強度を有するとした。 Furthermore, tensile strength (TS) and yield stress (YS) were measured based on JIS Z 2241:2011. The test piece was measured using a No. 1B tensile test piece having a longitudinal direction (width direction) perpendicular to the rolling direction from the central portion of the plate thickness. Yield stress (YS) was the yield strength of the permanent elongation method when the elongation set was 0.2%. In this example, a steel having a YS of 460 MPa or more and a TS of 570 MPa or more was considered to have high strength.

また、鋼板の1/4t位置を含むようにVノッチ試験片を採取し、JIS Z 2242:2005に準拠して破面遷移温度(vTrs)の評価を行った。この際、Vノッチ試験片は、ぞれぞれ、試験片の長手方向が鋼板の圧延方向および幅方向に一致するよう、2つずつ採取した。本実施例では、2つの試験片で、いずれもvTrsが-60℃以下であるものを、低温靱性に優れるとした。 Also, a V-notch test piece was taken so as to include the 1/4t position of the steel plate, and the fracture surface transition temperature (vTrs) was evaluated according to JIS Z 2242:2005. At this time, two V-notch test pieces were taken so that the longitudinal direction of each test piece coincided with the rolling direction and width direction of the steel plate. In this example, two specimens with vTrs of −60° C. or lower were regarded as having excellent low temperature toughness.

そして、ISO 15653:2018に準じて、母材の板厚方向の全厚を3点曲げのノッチ位置とするCTOD試験片を採取し、-10℃におけるCTOD値の測定を行った。試験は3回行い、表には、それらの最小値を記載した。本実施例では、-10℃におけるCTOD値の最小値が0.50mm以上のものを、破壊靱性に優れるとした。 Then, in accordance with ISO 15653:2018, a CTOD test piece was taken with the total thickness of the base material in the plate thickness direction as the notch position of three-point bending, and the CTOD value at -10 ° C. was measured. The test was performed 3 times and the minimum values are listed in the table. In this example, a specimen having a minimum CTOD value of 0.50 mm or more at -10°C was considered to have excellent fracture toughness.

また、溶接入熱量が35kJ/mmの条件で溶接した場合のHAZの-20℃でのシャルピー吸収エネルギーを、以下の方法により測定した。まず、鋼板に対して、入熱35kJ/mmの溶接(大入熱溶接)を再現した熱サイクルを付与した。具体的な熱サイクル条件としては、室温から1400℃まで加熱した後、1400℃で5秒間保持し、その後、粒内変態に関わる温度範囲である800℃から500℃までの温度範囲を1.0℃/秒の速度に制御して冷却した。 In addition, the Charpy absorbed energy of the HAZ at −20° C. when welding was performed under the condition of a welding heat input of 35 kJ/mm was measured by the following method. First, the steel plate was subjected to a heat cycle that reproduced welding with a heat input of 35 kJ/mm (high heat input welding). As a specific heat cycle condition, after heating from room temperature to 1400° C., holding at 1400° C. for 5 seconds, after that, the temperature range from 800° C. to 500° C., which is the temperature range related to intragranular transformation, is set to 1.0. Cooling was controlled at a rate of °C/sec.

熱サイクルを付与した後の鋼板から、3個ずつVノッチ試験片を採取し、-20℃でシャルピー衝撃試験を行い、吸収エネルギー(vE-20)を測定した。なお、Vノッチ試験片は、JIS Z 2242:2005に記載されたVノッチ試験片に準じて作製し、シャルピー衝撃試験は、JIS Z 2242:2005に準拠して行った。そして、3個の試験片のvE-20の平均値および最低値を求めた。本実施例では、vE-20の平均値が100J以上で、かつ最低値が50J以上のものを、HAZ靱性に優れるとした。Three V-notch test pieces were taken from each steel plate after the heat cycle was applied, and a Charpy impact test was performed at -20°C to measure the absorbed energy (vE -20 ). The V-notch test piece was prepared according to the V-notch test piece described in JIS Z 2242:2005, and the Charpy impact test was performed according to JIS Z 2242:2005. Then, the average and minimum vE -20 values of the three test pieces were determined. In this example, those having an average value of vE- 20 of 100 J or more and a minimum value of 50 J or more were considered to have excellent HAZ toughness.

これらの測定結果を表9および10に示す。 These measurement results are shown in Tables 9 and 10.

Figure 0007127751000009
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Figure 0007127751000010
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表7~10から分かるように、本発明の規定を満足する本発明例(試験番号1~26)では、高い強度を有し、かつ低温靱性、破壊靱性およびHAZ靱性に優れる結果となった。これに対して、比較例(試験番号27~67)では、強度、低温靱性、破壊靱性およびHAZ靱性の少なくともいずれかが劣化する結果となった。 As can be seen from Tables 7 to 10, the examples of the present invention (test numbers 1 to 26) satisfying the provisions of the present invention had high strength and excellent low temperature toughness, fracture toughness and HAZ toughness. On the other hand, in the comparative examples (test numbers 27 to 67), at least one of strength, low temperature toughness, fracture toughness and HAZ toughness deteriorated.

具体的には、試験番号27はC含有量が過剰であるため、低温靱性、破壊靱性およびHAZ靱性が劣化した。試験番号28はC含有量が低く、強度不足となるとともに、低温靱性および破壊靱性が劣化した。試験番号29はSi含有量が過剰であるため、低温靱性、破壊靱性およびHAZ靱性が劣化した。試験番号30はMn含有量が過剰であるため、低温靱性、破壊靱性およびHAZ靱性が劣化した。試験番号31はMn含有量が低く、ベイナイト面積率が低くなったため、強度不足になるとともに、低温靱性および破壊靱性が劣化する結果となった。 Specifically, in Test No. 27, the C content was excessive, so the low temperature toughness, fracture toughness and HAZ toughness deteriorated. Test No. 28 had a low C content, resulting in insufficient strength and deterioration in low temperature toughness and fracture toughness. Since Test No. 29 had an excessive Si content, the low temperature toughness, fracture toughness and HAZ toughness were deteriorated. Since test number 30 had an excessive Mn content, the low temperature toughness, fracture toughness and HAZ toughness were deteriorated. Test No. 31 had a low Mn content and a low bainite area ratio, resulting in insufficient strength and deterioration in low temperature toughness and fracture toughness.

試験番号32はPおよびSの含有量が過剰であるため、低温靱性、破壊靱性およびHAZ靱性が劣化した。試験番号33はAl含有量が過剰であり、所望する複合介在物の形成が不十分となったため、HAZ靱性が劣化した。試験番号34はN含有量が過剰であり、ベイナイト面積率が低くなったため、強度不足になるとともに、低温靱性および破壊靱性が劣化した。試験番号35はN含有量が低く、旧オーステナイト粒が粗大になったため、低温靱性および破壊靱性が劣化した。 Test No. 32 had excessive P and S contents, so the low temperature toughness, fracture toughness and HAZ toughness were deteriorated. In Test No. 33, the Al content was excessive, and the formation of desired composite inclusions was insufficient, so the HAZ toughness deteriorated. Test No. 34 had an excessive N content and a low bainite area ratio, resulting in insufficient strength and deterioration in low temperature toughness and fracture toughness. Test No. 35 had a low N content and coarsened prior austenite grains, resulting in deterioration in low temperature toughness and fracture toughness.

試験番号36はO含有量が過剰であるため、低温靱性、破壊靱性およびHAZ靱性が劣化した。試験番号37はO含有量が低く、所望する複合介在物の形成が不十分となったため、HAZ靱性が劣化した。試験番号38はNb含有量が過剰であるため、低温靱性、破壊靱性およびHAZ靱性が劣化した。試験番号39はNb含有量が低く、BF長さが過剰かつ、旧オーステナイト粒のアスペクト比が小さくなったため、低温靱性および破壊靱性が劣化した。試験番号40はTi含有量が過剰であるため、低温靱性、破壊靱性およびHAZ靱性が劣化した。試験番号41はTi含有量が低く、BF長さおよび旧オーステナイト粒が粗大化したため、低温靱性および破壊靱性が劣化した。 Since test number 36 had an excessive O content, the low temperature toughness, fracture toughness and HAZ toughness were deteriorated. Test No. 37 had a low O content, resulting in insufficient formation of desired composite inclusions, resulting in deterioration of HAZ toughness. Since test number 38 had an excessive Nb content, the low temperature toughness, fracture toughness and HAZ toughness were deteriorated. In Test No. 39, the Nb content was low, the BF length was excessive, and the aspect ratio of the prior austenite grains was small, so the low temperature toughness and fracture toughness were deteriorated. Since test number 40 had an excessive Ti content, the low temperature toughness, fracture toughness and HAZ toughness deteriorated. In Test No. 41, the Ti content was low, and the BF length and prior austenite grains were coarsened, so the low temperature toughness and fracture toughness were deteriorated.

試験番号42はCa含有量が過剰であり、試験番号43はMgおよびREMの含有量が過剰であるため、所望する複合介在物の形成が不十分となったため、HAZ靱性が劣化した。試験番号44はZr含有量が過剰であるため、Insol.Zr含有量が過剰となり、HAZ靱性が劣化した。試験番号45はZr含有量が低く、Insol.Zr含有量が低く、また所望する複合介在物の形成が不十分となったため、HAZ靱性が劣化した。試験番号46はBを含まないため、所望する複合介在物が全く形成されず、HAZ靱性が劣化した。加えて、ベイナイト面積率が低くなったため、強度不足となるとともに、低温靱性および破壊靱性が劣化した。 Test No. 42 had an excessive Ca content, and Test No. 43 had an excessive Mg and REM content, resulting in insufficient formation of desired composite inclusions, resulting in deterioration of HAZ toughness. Since test number 44 has an excessive Zr content, Insol. The Zr content became excessive and the HAZ toughness deteriorated. Test No. 45 has a low Zr content, and Insol. The HAZ toughness deteriorated due to the low Zr content and insufficient formation of the desired composite inclusions. Since Test No. 46 did not contain B, the desired composite inclusions were not formed at all and the HAZ toughness deteriorated. In addition, since the bainite area ratio was low, the strength was insufficient, and the low temperature toughness and fracture toughness were deteriorated.

試験番号47は脱酸Al量が過剰であり、一方、試験番号48は脱酸Al量が低くかった。試験番号48および49は、Zr添加時の溶存O濃度が過剰であった。また、試験番号50はZr添加からBを添加するまでの時間が短く、試験番号51はZr添加の前にBを添加した。さらに、試験番号52は連続鋳造工程での平均冷却速度が高かった。そのため、いずれの例でも所望する複合介在物の形成が不十分となり、HAZ靱性が劣化した。 Test No. 47 had an excessive deoxidized Al amount, while Test No. 48 had a low deoxidized Al amount. Test numbers 48 and 49 had an excessive dissolved O concentration when Zr was added. Also, in test number 50, the time from the addition of Zr to the addition of B was short, and in test number 51, B was added before the addition of Zr. Furthermore, Test No. 52 had a high average cooling rate in the continuous casting process. As a result, formation of the desired composite inclusions was insufficient in all examples, and the HAZ toughness deteriorated.

試験番号53は加熱工程での加熱温度が高く、BF長さおよび旧オーステナイト粒が粗大化し、低温靱性および破壊靱性が劣化した。試験番号54は加熱温度が低く、ベイナイト面積率が低くなったため、強度不足となるとともに、低温靱性および破壊靱性が劣化した。試験番号55は粗圧延の終了温度がTrex未満であったため、BF長さおよび旧オーステナイト粒が粗大化し、低温靱性および破壊靱性が劣化した。In Test No. 53, the heating temperature in the heating step was high, the BF length and prior austenite grains became coarse, and the low temperature toughness and fracture toughness deteriorated. In Test No. 54, the heating temperature was low and the bainite area ratio was low, so that the strength was insufficient and the low temperature toughness and fracture toughness were deteriorated. In Test No. 55, since the end temperature of rough rolling was lower than Trex , the BF length and prior austenite grains became coarse, and the low temperature toughness and fracture toughness deteriorated.

試験番号56は粗圧延の累積圧下率が高く、一方、試験番号57は累積圧下率が低く、いずれもBF長さおよび旧オーステナイト粒が粗大化し、また旧オーステナイト粒のアスペクト比が低下したため、低温靱性および破壊靱性が劣化した。試験番号58は仕上圧延の開始温度がTrex以上であったため、BF長さおよび旧オーステナイト粒が粗大化し、かつ旧オーステナイト粒のアスペクト比が低下し、低温靱性および破壊靱性が劣化した。試験番号59は仕上圧延の終了温度がAr未満であったため、加工フェライトが過剰に生成し、強度不足となった。加えて、ベイナイト面積率が低くなったため、強度不足となるとともに、低温靱性および破壊靱性が劣化した。Test No. 56 has a high cumulative rolling reduction in rough rolling, while Test No. 57 has a low cumulative rolling reduction. Toughness and fracture toughness deteriorated. In Test No. 58, the start temperature of the finish rolling was Trex or higher, so the BF length and the prior austenite grains became coarse, the aspect ratio of the prior austenite grains decreased, and the low temperature toughness and fracture toughness deteriorated. In Test No. 59, since the final rolling temperature was less than Ar 3 , deformed ferrite was excessively formed, resulting in insufficient strength. In addition, since the bainite area ratio was low, the strength was insufficient, and the low temperature toughness and fracture toughness were deteriorated.

試験番号60は仕上圧延の累積圧下率が高く、旧オーステナイト粒のアスペクト比が低下し、一方、試験番号61は累積圧下率が低く、BF長さおよび旧オーステナイト粒が粗大化し、かつ旧オーステナイト粒のアスペクト比が低下したため、いずれも低温靱性および破壊靱性が劣化した。試験番号62はパス間時間が長く、試験番号63は仕上圧延完了から冷却開始までの時間が長いため、BF長さが粗大化し、かつ旧オーステナイト粒のアスペクト比が低下し、低温靱性および破壊靱性が劣化した。 Test No. 60 has a high cumulative rolling reduction in finish rolling, and the aspect ratio of the prior austenite grains is reduced. On the other hand, Test No. 61 has a low cumulative rolling reduction, coarsens the BF length and the prior austenite grains, and In both cases, the low temperature toughness and fracture toughness deteriorated because the aspect ratio of the steel decreased. Test No. 62 has a long interpass time, and Test No. 63 has a long time from the completion of finish rolling to the start of cooling, so the BF length is coarsened and the aspect ratio of the prior austenite grains is reduced, resulting in low temperature toughness and fracture toughness. has deteriorated.

試験番号64は加速冷却工程での冷却速度が高いため、MA相が過剰に生成したため、低温靱性および破壊靱性が劣化した。試験番号65は冷却速度が低く、試験番号66は冷却停止温度が高いため、いずれもベイナイト主体の組織とならず、強度不足となるとともに、低温靱性および破壊靱性が劣化した。試験番号67は冷却開始温度がTrex-10℃を超え、BF長さが粗大化したため、低温靱性は良好であったものの、破壊靱性が劣化する結果となった。In Test No. 64, the cooling rate in the accelerated cooling process was high, and the MA phase was excessively generated, resulting in deterioration of low temperature toughness and fracture toughness. Since the cooling rate was low in Test No. 65 and the cooling stop temperature was high in Test No. 66, none of them had a bainite-based structure, resulting in insufficient strength and deterioration in low-temperature toughness and fracture toughness. In Test No. 67, the cooling start temperature exceeded T rex −10° C. and the BF length was coarsened, resulting in poor fracture toughness although good low temperature toughness.

本発明によれば、高い強度を有し、かつ低温靱性、破壊靱性およびHAZ靱性に優れる鋼板を得ることが可能になる。したがって、本発明に係る鋼板は、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、ラインパイプ等の溶接構造物の素材として好適に用いることができる。 According to the present invention, it is possible to obtain a steel sheet having high strength and excellent low temperature toughness, fracture toughness and HAZ toughness. Therefore, the steel plate according to the present invention can be suitably used as a material for welded structures such as ships, high-rise buildings, other buildings, bridges, offshore structures, LNG storage tanks and other large tanks, and line pipes. .

Claims (7)

鋼板の化学組成が、質量%で、
C :0.040~0.141%、
Si:0.01~0.50%、
Mn:0.70~2.50%、
P :0.030%以下、
S :0.020%以下、
Al:0.010%以下、
N :0.0010~0.0080%、
O :0.0005~0.0040%、
Nb:0.007~0.050%、
Ti:0.003~0.024%、
Zr:0.0007~0.0050%、
Insol.Zr:0.0007~0.0040%、
Sol.Zr:0.0010%以下、
B :0.0003~0.0040%、
残部:Feおよび不純物であり、
下記(I)式を満足し、
前記鋼板の圧延方向に垂直な断面において、前記鋼板の厚さをtとした時に、前記鋼板の表面から1/4tの位置における金属組織が、
面積%で、80%以上のベイナイトを含み、かつ、
前記ベイナイトを構成するベイニティックフェライトの長軸方向の平均長さが10μm以下であり、
前記鋼板の圧延方向および厚さ方向に平行な断面において、前記鋼板の表面から1/4tの位置における旧オーステナイト粒の、厚さ方向における平均長さが20μm以下であり、アスペクト比の平均が2.5以上であり、
ZrおよびBを含む複合介在物であって、円相当径が0.5μm以上であり、かつ、ZrO、Ti、およびAlの合計に占めるAlの割合が、質量%で、50%以下である前記複合介在物の個数密度が16~300個/mmである、
鋼板。
≦0.0030 ・・・(I)
但し、
´>Bの場合は、B=B
0<B´≦Bの場合は、B=B´
´≦0の場合は、B=0
とし、B´は下記(II)式で表される。
´=B-(N-(Ti-(O-Insol.Zr×(32/91.224))×(95.73/48))×(14/47.867))×(10.811/14) ・・・(II)
なお、上記式中の元素記号は、鋼板中に含まれる各元素の含有量(質量%)を表し、含有されない場合は0を代入するものとする。
The chemical composition of the steel sheet, in mass%,
C: 0.040 to 0.141 %,
Si: 0.01 to 0.50%,
Mn: 0.70-2.50%,
P: 0.030% or less,
S: 0.020% or less,
Al: 0.010% or less,
N: 0.0010 to 0.0080%,
O: 0.0005 to 0.0040%,
Nb: 0.007 to 0.050%,
Ti: 0.003-0.024%,
Zr: 0.0007 to 0.0050%,
Insol. Zr: 0.0007 to 0.0040%,
Sol. Zr: 0.0010% or less,
B: 0.0003 to 0.0040%,
balance: Fe and impurities,
satisfying the following formula (I),
In a cross section perpendicular to the rolling direction of the steel sheet, the metal structure at a position 1/4 t from the surface of the steel sheet, where t is the thickness of the steel sheet, is
80% or more of bainite is contained in terms of area%, and
The average length of the bainitic ferrite constituting the bainite in the major axis direction is 10 μm or less,
In a cross section parallel to the rolling direction and thickness direction of the steel sheet, the average length in the thickness direction of the prior austenite grains at a position 1/4 t from the surface of the steel sheet is 20 μm or less, and the average aspect ratio is 2. .5 or more,
Composite inclusions containing Zr and B, having an equivalent circle diameter of 0.5 μm or more, and having a ratio of Al 2 O 3 to the total of ZrO 2 , Ti 2 O 3 and Al 2 O 3 of In mass%, the number density of the composite inclusions, which is 50% or less, is 16 to 300 pieces/mm 2 ,
steel plate.
B F ≤ 0.0030 (I)
however,
If B F ′>B then B F =B
If 0<B F '≦B then BF = BF '
If B F ′≦0, then B F =0
, and B F ' is represented by the following formula (II).
BF ′=B−(N−(Ti−(O—Insol.Zr×(32/91.224))×(95.73/48))×(14/47.867))×(10.811 / 14) ... (II)
The symbol of each element in the above formula represents the content (% by mass) of each element contained in the steel sheet, and 0 is substituted when the element is not contained.
前記化学組成が、前記Feの一部に代えて、質量%で、
Cu:1.50%以下、
Ni:2.50%以下、
Cr:1.00%以下、
Mo:1.00%以下、および
V :0.150%以下、
からなる群から選択される少なくとも1種以上を含有するものである、
請求項1に記載の鋼板。
wherein the chemical composition, instead of part of the Fe, is in % by mass,
Cu: 1.50% or less,
Ni: 2.50% or less,
Cr: 1.00% or less,
Mo: 1.00% or less, and V: 0.150% or less,
It contains at least one or more selected from the group consisting of
The steel plate according to claim 1.
前記化学組成が、前記Feの一部に代えて、質量%で、
Te:0.0100%以下、
を含有するものである、
請求項1または請求項2に記載の鋼板。
wherein the chemical composition, instead of part of the Fe, is in % by mass,
Te: 0.0100% or less,
which contains
The steel plate according to claim 1 or 2.
前記化学組成が、前記Feの一部に代えて、質量%で、
W :1.00%以下、および
Sn:0.50%以下、
からなる群から選択される少なくとも1種以上を含有するものである、
請求項1から請求項3までのいずれかに記載の鋼板。
wherein the chemical composition, instead of part of the Fe, is in % by mass,
W: 1.00% or less, and Sn: 0.50% or less,
It contains at least one or more selected from the group consisting of
The steel plate according to any one of claims 1 to 3.
前記化学組成が、前記Feの一部に代えて、質量%で、
Ca、MgおよびREMの合計:0.0005%以下、
を含有するものである、
請求項1から請求項4までのいずれかに記載の鋼板。
wherein the chemical composition, instead of part of the Fe, is in % by mass,
Total of Ca, Mg and REM: 0.0005% or less,
which contains
The steel plate according to any one of claims 1 to 4.
請求項1から請求項5までのいずれか1項に記載の鋼板の製造方法であって、
溶鋼を製造する精錬工程と、前記溶鋼を連続鋳造して請求項1から請求項5までのいずれかに記載の化学組成を有する鋼片を製造する連続鋳造工程とを備え、得られた前記鋼片に対して、加熱工程、熱間圧延工程および加速冷却工程を順に施す、鋼板の製造方法において、
前記精錬工程では、投入する脱酸Al量を、前記溶鋼1t当たり0.2~1.3kgとし、前記溶鋼中の溶存O濃度が0.0050質量%以下となってからZrを添加し、かつ前記Zrの添加から1分以上経過した後にBを添加し、
前記連続鋳造工程では、前記鋼片の表面温度が1200~900℃の間における平均冷却速度を0.5℃/秒以下とし、
前記加熱工程では、前記鋼片を950~1080℃の加熱温度まで加熱し、
前記熱間圧延工程は、粗圧延と仕上圧延とを含み、
前記粗圧延は、前記鋼片の表面温度がTrex以上である状態で開始し、前記鋼片の表面温度がT rex 以上である状態で終了し、
前記粗圧延における累積圧下率を10~75%とし、
前記仕上圧延は、前記鋼片の表面温度がAr以上Trex未満である状態で開始し、前記鋼片の表面温度がAr 以上T rex 未満である状態で終了し、
前記仕上圧延における累積圧下率を65~90%として、かつパス間時間を15秒以下とし、
前記仕上圧延完了から、前記加速冷却工程における冷却開始までの時間を50秒以下とし、
前記加速冷却工程では、冷却開始温度をTrex-10℃以下とし、かつ、冷却開始から冷却終了までの平均冷却速度が5~50℃/秒となる条件で、0~550℃の冷却停止温度まで水冷する、
鋼板の製造方法。
ここで、Arは下記(i)式で求められ、Trexは下記(ii)式で求められる。なお、下記式中の元素記号は、鋼板中に含まれる各元素の含有量(質量%)を表し、含有されない場合は0を代入するものとする。
Ar=910-310×C+65×Si-80×Mn-20×Cu-55×Ni-15×Cr-80×Mo ・・・(i)
rex=-91900[Nb*]+9400[Nb*]+770 ・・・(ii)
但し、下記(iii)式で求められる固溶Nb量(質量%)を、sol.Nbとした時に、
Nb≧sol.Nbの場合は、[Nb*]=sol.Nb
Nb<sol.Nbの場合は、[Nb*]=Nb
とする。
sol.Nb=(10(-6770/(T+273)+2.26))/(C+12×N/14) ・・・(iii)
なお、上記式中のTは加熱工程における鋼片の加熱温度(℃)を表す。
A method for manufacturing a steel plate according to any one of claims 1 to 5,
The steel obtained by comprising a refining step of producing molten steel and a continuous casting step of continuously casting the molten steel to produce a steel slab having the chemical composition according to any one of claims 1 to 5. In a steel sheet manufacturing method in which a piece is sequentially subjected to a heating step, a hot rolling step and an accelerated cooling step,
In the refining step, the amount of deoxidized Al to be introduced is 0.2 to 1.3 kg per 1 t of the molten steel, Zr is added after the dissolved O concentration in the molten steel becomes 0.0050% by mass or less, and B is added after 1 minute or more from the addition of Zr,
In the continuous casting step, the average cooling rate is set to 0.5° C./second or less when the surface temperature of the steel slab is between 1200 and 900° C.,
In the heating step, the steel billet is heated to a heating temperature of 950 to 1080° C.,
The hot rolling process includes rough rolling and finish rolling,
The rough rolling starts when the surface temperature of the billet is equal to or higher than Trex , and ends when the surface temperature of the billet is equal to or higher than Trex ,
The cumulative rolling reduction in the rough rolling is 10 to 75%,
The finish rolling is started in a state where the surface temperature of the steel billet is Ar 3 or more and less than Trex , and finished in a state where the surface temperature of the steel billet is Ar 3 or more and less than Trex ,
The cumulative rolling reduction in the finish rolling is 65 to 90%, and the time between passes is 15 seconds or less,
The time from the completion of the finish rolling to the start of cooling in the accelerated cooling step is set to 50 seconds or less,
In the accelerated cooling step, the cooling start temperature is T rex -10 ° C. or less, and the average cooling rate from the start of cooling to the end of cooling is 5 to 50 ° C./sec, and the cooling stop temperature is 0 to 550 ° C. water-cooled to
A method of manufacturing a steel plate.
Here, Ar 3 is determined by the following formula (i), and Trex is determined by the following formula (ii). The symbol of each element in the following formula represents the content (% by mass) of each element contained in the steel sheet, and 0 is substituted when the element is not contained.
Ar 3 =910−310×C+65×Si−80×Mn−20×Cu−55×Ni−15×Cr−80×Mo (i)
T rex =−91900 [Nb*] 2 +9400 [Nb*]+770 (ii)
However, the solid-solution Nb amount (mass%) obtained by the following formula (iii) is calculated as sol. When Nb is
Nb≧sol. Nb, [Nb*]=sol. Nb
Nb<sol. For Nb, [Nb*]=Nb
and
sol. Nb = (10 (-6770 / (T + 273) + 2.26) ) / (C + 12 × N / 14 ) (iii)
Note that T in the above formula represents the heating temperature (° C.) of the steel slab in the heating process.
前記加速冷却工程の後に、350~650℃の温度範囲まで加熱する焼戻し工程をさらに施す、
請求項6に記載の鋼板の製造方法。
After the accelerated cooling step, a tempering step of heating to a temperature range of 350 to 650 ° C. is further performed.
The method for manufacturing the steel sheet according to claim 6.
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