JPH01156420A - Ｃｕ析出型高張力綱の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明は、大型産業機械、溶接鋼管その他、海洋構造
物、橋梁、圧力容器などに適合する溶接構造用高張力鋼
材、とくにＣｕ析出型高張力鋼材の有利な製造方法につ
いての開発成果を提案しようとするものである。

（従来の技術） Ｃｕの析出硬化を利用した高張力鋼板は、とくに溶接性
に優れている点に特徴があって、これに関してはすでに
米国特許第３６９２５１号明細書にその例が見られる。

（発明が解決しようとする問題点） ところで、近年鋼材の厚肉化、使用環境の低温化が検討
される中、鋼材の低温じん性の向上を図ることが問題で
あって、この点に関し従来の技術では十分な低温じん性
を確保できるとは言い難く、しかもＣｕの析出硬化を利
用するためには、圧延後あるいは焼入れ処理後にＣｕ析
出処理を行う必要があり、製造コストの上昇は免れ得な
い。

上述したような従来問題を解消し、高強度化はもとより
低温じん性に優れたＣｕ析出型高張力鋼を得ることがで
きる有利な製造方法を与えることがこの発明の目的であ
る。

（問題点を解決するための手段） 発明者らは、余計な工程を要することなくＣｕ析出型高
張力鋼の低温じん性を著しく改善させるべく、種々の加
工熱処理条件にて、実験、検討を重ねた結果以下の知見
を得た。

（１）　　６００〜６５０℃の範囲において０．０１１
／ｓ以下のひずみ速度で、圧下率５％以上の圧延加工を
行うことにより変形中にＣｕが一部析出し変形後の析出
も加速される。

（２）上記における変形後のＣｕの析出は５００〜６５
０℃の範囲に５００秒以上保持することにより完了する
。

（３）低ひずみ速度変形に伴うＣｕ析出物は微細に分布
し強度上昇効果が大きい。

この発明は上記の知見に立脚するものである。

すなわちこの発明はＣ：　０．００５〜０．１０匈ｔ％
（以下単にχで示す）　、Ｓｉ　：　０．０５〜０．６
０％、Ｍｎ　　：０．５〜２．０％、Ｃｕ　：　０．７
〜２．０％、Ｎｂ：　　ｏ、ｏｏｓ　　〜０．１０％及
びＡｌ　７０．０１０〜０．１％を含有する組成になる
鋼に熱間圧延を施して７００〜８５０℃の範囲で一たん
圧延を終了したのち、３℃／　ｓ以上の冷却速度で６０
０〜６５０℃の範囲まで冷却し、ひずみ速度０゜０１１
／ｓ以下、圧下率５〜１０％で仕上圧延を行い、その後
少なくとも５００℃に至るまでの間を冷却速度０．２℃
／　ｓ以下にて冷却することを特徴とするＣｕ析出型高
張力鋼の製造方法である。

（作　用） さて、Ｃｕ析出型高張力鋼の製造に当り、まずこの発明
に適合する鋼の化学成分の限定理由について述べる。

Ｃ： Ｃは、その含有量が０．１０％を超えると溶接性および
低温じん性の低下をもたらす一方、０．００５％未満で
は結晶粒が粗大化し強度、じん性を損う。

従ってＣの添加範囲を０．００５〜０．１０％とした。

Ｓｉ　： Ｓｉは鋼の高強度化をもたらす元素であり、そのために
は少なくとも０．０５％を必要とする。一方０゜６％を
超えると溶接性および溶接部におけるじん性を損う。従
ってＳｉの添加範囲は０．０５〜０．６％とした。

Ｍｎ： Ｍｎは鋼の強度、じん性を向上させる元素であり、その
ためには少なくとも０．５％を必要とする。しかし２．
０％を超えて添加すると溶接性を損う。従ってＭｎの添
加範囲を０．５〜２．０％とした。

Ｃｕ： Ｃｕは溶接性を損うことなしにその析出硬化作用を利用
して高強度化を達成する元素であり、そのためには少な
くとも０．７％の添加が必要であるが、２．０％を超え
て添加するとじん性が劣化する。従ってＣｕの添加範囲
を０．７〜２．０％とした。

Ｎｂ： Ｎｂは結晶粒の細粒化に有効な元素であり、そのために
は少なくとも０．００５％の添加が必要である。

しかし０．１０％を超えると溶接部のしん性が劣化する
。従ってＮｂの添加範囲を０．００５〜０．１０％とし
た。

Ａｌ： Ａ１は脱酸およびオーステナイト粒の粗大化防止に有効
な元素である。そのためには少なくとも０゜０１０％を
必要とする一方、０．１０％を超えると鋼中の清浄度を
損いしん性を劣化させる。従ってＡＩの添加範囲は０．
０１０〜０．１０％とした。

なお、この発明では上述した基本成分に加え、焼入れ性
の増加、高強度化など、要求性能に応じてＮ　：　１．
５％以下、Ｍｏ　：　１．０％以下、Ｃｒ　：　１．０
％以下およびＢ　：　０．００２０％以下のうちの１種
又は２種以上を添加することもできる。

次にこの発明の製造条件の限定理由について述べる。

熱間圧延における圧延終了温度は８５０〜７００℃とす
る。８５０℃を超える温度では、結晶粒の十分な微細化
効果が得られず、低温じん性の向上が望めない。また７
００℃よりも低い場合には加工硬化組織が残りじん性が
損われる。このため熱間圧延における圧延終了温度は８
５０〜７００℃とした。

次に、圧延終了後、３℃／ｓ以上の冷却速度で冷却する
のは、結晶粒が粗大化しじん性が劣化するのを防止する
ためである。

次に上記の冷却速度で６００〜６５０℃の範囲まで冷却
し、ここでひずみ速度０．０１１／ｓ　、圧下率５．０
〜１０．０％にて圧延加工を行うが、これらの条件を満
足しなければ圧延後のＣｕ析出促進効果が非常に小さい
。

とくに圧下率が１０％を超えると加工硬化組織が残りじ
ん性が劣化する。

次に圧延加工を終えたのち、すくなくとも５００℃に至
るまでの間を０．２℃／ｓ以下の冷却速度にて冷却する
のは、冷却速度が０．２℃／　ｓを超えると、Ｃｕの析
出が十分に進行せず析出強化作用が得られないためであ
る。なお対象とする被圧延材の板厚が３０閣を超える場
合には空冷によりこの速度が実現可能である。

（実施例） 供試鋼の成分を表−１に示す。

実施例−１ 表−１における供試！ｉｌＡを用いて厚さ１５ｍｍにな
る厚鋼板を製造しその強度、じん性につき調査した。そ
の結果を製造過程における加工熱処理条件とともに表−
２に示す。

８７０℃で圧延を終了し、その後焼入れ一焼もどしを行
った番号１では、ｖＴｒｓが一６０℃であり、十分な低
温じん性が得られないのが明らかである。

また熱間圧延終了後の冷却速度を０．３℃／ｓとした番
号２では、ｖＴｒｓが一５５℃であり、低温じん性が不
十分である。次にひずみ速度を０．３　１／ｓとした番
号４ではＴＳ　：　５９　ｋｇｆ／ｍｍ”　、ｖＴｒｓ
　：　−８１℃と、じん性についてはやや改善される傾
向にはあるものの強度が不十分である。次に、圧下率を
１５％とした番号６では、ｖＴｒｓが一７０℃３また仕
上圧延における温度が適正範囲にない番号７および８で
はＴＳが６０〜６１　ｋｇｆ／ｍｍ”であり、何れの場
合も低温じん性、強度が不十分であることがわかる。

番号５は、この発明に従う高張力鋼板であって、ＴＳ　
：　６７　ｋｇｆ／ｍｍ”　、ｖＴｒｓ　ニー１０２℃
であり、強度、じん性ともに優れた値を示すことが確め
られた。

実施例−２ 表−１における供試鋼Ｂ−Ｅを用いて、表−３に示す加
工熱処理条件にて、厚さ３０鵬の厚板を製造し、各厚板
の強度、低温じん性について調査した。その結果を表−
４に示す。

表−４ 表−４より明らかなように、この発明に従って製造した
鋼板は、従来法によって製造された鋼板に比較し良好な
結果が得られることが確められた。゛（発明の効果） かくしてこの発明によれば、製造プロセスの増加を招く
ことなしに溶接性に優れた高張力、高じん性鋼を安価に
製造できる。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、Ｃ：０．００５〜０．１０ｗｔ％、 Ｓｉ：０．０５〜０．６０ｗｔ％、 Ｍｎ：０．５〜２．０ｗｔ％、 Ｃｕ：０．７〜２．０ｗｔ％、 Ｎｂ：０．００５〜０．１０ｗｔ％及び Ａｌ：０．０１０〜０．１０ｗｔ％を含有する組成にな
   る鋼に熱間圧延を施して７００〜８５０℃の範囲で一た
   ん圧延を終了したのち、３℃／ｓ以上の冷却速度で６０
   ０〜６５０℃の範囲まで冷却し、ひずみ速度０．０１１
   ／ｓ以下、圧下率５〜１０％で仕上圧延を行い、その後
   少なくとも５００℃に至るまでの間を冷却速度０．２℃
   ／ｓ以下にて冷却することを特徴とするＣｕ析出型高張
   力鋼の製造方法。