JPH02228449A - 熱間圧延合金鋼板 - Google Patents

熱間圧延合金鋼板

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JPH02228449A
JPH02228449A JP1033505A JP3350589A JPH02228449A JP H02228449 A JPH02228449 A JP H02228449A JP 1033505 A JP1033505 A JP 1033505A JP 3350589 A JP3350589 A JP 3350589A JP H02228449 A JPH02228449 A JP H02228449A
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    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
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    • C22C38/00Ferrous alloys, e.g. steel alloys
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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】 本発明は熱間圧延合金鋼板に係わる。本発明は特定的に
は、オーステナイト組織をもつ熱間圧延合金鋼板に係わ
る。合金元素の添加を適切に行い且つ熱間圧延条件を調
節すれば、本発明の鋼板は熱間圧延後に極めて優れた強
度と延性を併せ持つようになる。
1吸へ、tJL Fe−^1−Mn−C合金分野では最近、Fe−^1−
?4n−C合金を強度及び延性の高い合金鋼にする研究
が盛んに行われている6強度及び延性が共に高いという
特性は、アルミニウム、炭素及びマンガンの含量を完全
なオーステナイト組織が得られるように調節し、且つ溶
体化処理、急冷及び時効化を含む熱処理を微細な(Fe
、Mn)z^ICx炭化物がオーステナイトマトリック
ス中に緊密に(coherently)析出するよこの
熱処理プロセス及びこれらの処理がミクロ組織及び機械
的特性に及ぼす効果は、これまでにも広く研究されてき
た。これらの特徴は下記の文献に詳細に記述されている
D、J、Schmatz著“The 5tructur
e and Propertiesof Au5ten
itic^l1oys Containing^lum
inum andSilicon 、 Trans、^
SM、、V01.52.p、898,1960 ; G
、L。
Kayak著“Fe−Mn−Al Precipita
tion−Hardening^ustenitic^
l1oys”、Metal Sci、and Heat
 Treatment、s+o1.2.p、95,19
69 ; M、F、^1ekseenko他著”Pha
se Compositon、 5tructure 
and Propertiesof Low−Dens
ity 5teel 9G28Yu9MVB’、Met
al Sci。
and Heat Treatment、vol、14
. p、187,1972 ; G、B。
Krivonogov他著”Phase transf
ormation Kineticsin 5teel
 9C+28Yu9MVB’、Phys、Met、 &
 Metallog、、vol、4. p 、86,1
975 ; L、1.Lysak他著”5tructu
ral &Phase Change ir+ 5Le
el 9G28Yu9MVB DuringBatra
kov他著”5tate of the 5urfac
e Layer andCorrosion  Re5
istance  of  5teel  9G28Y
u9MVB−Prot、Net、、vol、10.p、
487,1974 ; R,E、Ca1rns及びJ、
L、Ham著゛1^1uminum−Manganes
e−1ron A11oys 。
U、S、Patent No、3111405,198
3 ; G、S、Bracly著” M a n g 
a n e s e−^1uminum 5teel”
、Materials  Handbook、Rev、
10.p、497 ; H,W、1.eavenwor
th、Jr、及びJ、C,Benz著“^n Asse
ssment of Fe−Mn−^1^11oysa
s 5ubstitutes for 5tainle
ss 5teel”、Journalof Metaf
s、p、36.1985年3月; J、Charles
他著” N e wCryogenic  Mater
ials:  Fe−Mn−A1  ^Itoys”、
Heta!Progress、p、71,1981年5
月、 C,J、^1tstetter他著″Proce
ss+ng  and  Properties  o
f  Fe−Mn−^1^1toys”、Materi
als  Sci、and  Engineering
、vol。
82、p、13,1986 ; Kwan H,Ham
他著“The Evidence ofModulat
ed  5tructure  in  Fe−Mn−
へトc  Au5tenitic八1loys”、5c
ripta  Metal、、vol、20.p、33
,1988 ;  P、J。
、+ a nr e s著”Precipitatio
n of the Carbide(Fe、Mn)z^
Ic  in  an  Fe−八1 A1 toys
″、J、Iron  &5teel  In5t、、p
、54.1969年1月。
上記の文献を概括すると、試された化学組成範囲はFe
−7〜16重量%八1−へ0〜40重量%Mn−0,:
(−2,0重量%C−0〜2.0重量%5i−0〜10
重量%Niである。必要な強度を得るためには、前記範
囲の化学組成をもつ合金を950℃〜1200℃の温度
で溶体化処理し、次いで水、油又は他の焼入れ媒体で急
冷し、最後に450℃〜750℃で種々の時間にわたり
時効化処理する。これらの文献によれば、時効化温度が
ミクロ組織及び機械的特性に及ぼす影響は下記の2つの
段階に大別できる。
(1)第1段階(400℃〜550℃)合金をこの温度
範囲で時効化処理すると、微細な(Fe、Mn)=^l
Cx炭化物がオーステナイトマトリックス中に緊密に析
出し始めた。この(Fe、Mn)、AlCx炭化物は、
化学組成、時効化温度及び時効化処理オーステナイトマ
トリックス中にこのような微細(Fe、Mn)、^lc
x炭化物が形成されたために、延性が余り低下すること
なく合金の強度が著しく増加した。合金を約550℃で
4〜16時間時効化処理した時に最大強度に達した。こ
のようにして得られた極限強さ、降伏強さ及び伸びは夫
々138〜176ksi、120〜165ksi及び4
6〜22%であった。
(2> 第2段IN (550℃〜750℃)合金をこ
の温度範囲で時効化処理すると2種類の析出物、即ち(
Fe、Mn)3^1cx炭化物及びA13β−Hnが観
察された。 (Fe、Mn)*^lcx炭化物はオース
テナイトマトリックス内に緊密に析出するだけでなく、
結晶粒界にもより大きな粒子の形態で析出していた。こ
の結晶粒界炭化物の量は時効化温度が高いほど多い。結
晶粒界には(Fe、Mn)z^lcx炭化物の析出の他
に、オーステナイト組織からフェライト組織及びA13
β−Hnへの変換によって、^13β−Mn析出物が常
に生成しているのが認められた。結晶粒界における(F
e、Mn)、^lcx炭化物及び^13β−Mn析出物
の形成に起因して、合金は脆弱化した。
これらの観察結果から、Fe−^1−Mn−C合金は約
550℃で時効化処理すれば高い強度と高い延性とを示
し得ると結論できる。但し、そのためには溶体化処理、
急冷及び時効化処理を含む複雑な熱処理を行わなければ
ならない。
熱間圧延した後のFe−ΔI−Mn−Cベース合金の機
械的特性は例えば下記の文献に記述されている:J、C
,Benz他著“^n As5essenenL of
 Fe−Mn−^1^11oys as 5ubsti
tutes for 5tainless 5teel
″Journal  of Metals、p、36.
1985年3月; Young G。
Kin他著″Low Temperature Mec
hanical Behaviorof Microa
lloyed and Controlled−Rol
led Fe−Mn−^1−C−X^I toys″、
Metal、Trans、^、p、1689.1985
年9月。これら2つの文献に記述されている化学組成及
び機械的特性を後記の表I及び表IIに示し、本発明に
よって得られる鋼と比較した0表IIにおいて、前記文
献に記載の合金が熱間圧延後に十分に高い強度を示さな
いことは明らかである。
本発明の主な特徴は、合金元素を適切に添加し且つ熱間
圧延条件を調節することによって、熱間圧延後に極めて
大きな強度と極めて大きな延性とを合わせもつ鋼を製造
するという点にある0本発明の鋼板の機械的特性は、複
雑な熱処理を必要とする最近開発された他のFe−^1
−Mn−C合金の機械的特性と同程度であるか又はそれ
より優れている。
1哩悲」i 本発明では、ケイ素及びニッケルを加えた又は加えない
Fe−^1−Mn−C合金のミクロ組織及び機械的特性
を十分に検討した。その結果を下記のようにまとめる。
(1)熱間圧延した合金中に析出する (Fe、Mn)i^lcx炭化物の量は主としてアルミ
ニウム及び炭素の含量に依存していた。
(2)合金を連続的に熱間圧延し且つ最終圧延温度から
室温まで空冷すると、オーステナイトマトリックス中に
析出する(Fe、Mn)、^ICx炭化物が粗大になり
易く、その形状が特定の優先配向をもつ板状になる。−
船釣に言えば、これらの炭化物は同じ化学組成をもつ合
金を溶体化処理し、急冷し且つ約550℃で時効化処理
した場合に生じる炭化物の約6倍の大きさを有していた
(3)合金を連続的に熱間圧延し次いで水で軽圧延温度
から室温まで急冷すると、オーステナイトマトリックス
中にも結晶粒界にも(Fe、Mn)、^iCx炭化物は
検出されなかった。この結果は、(Fe、Mn)、^l
cx炭化物が最終圧延温度から室温までの空冷プロセス
の間に析出することを意味する。
(4〉ケイ素及びニッケルを添加しても(Fe、Mr+
)3ΔIC×炭化物の析出は促進されなかった。
(5)引張り試験の結果、熱間圧延後のケイ素及びニッ
ケルを添加した又は添加してないFe^1−Mn−C合
金は十分な強度を示さなかった。ちなみに、本発明の鋼
板との比較を行うべく、これらの合金の化学組成数例及
びその熱間圧延後の機械的特性を夫々表I、表II及び
実施例に示した。
結果的に、本発明の鋼板が熱間圧延後に極めて優れた強
度及び延性を示すようにするためには、本発明の鋼板を
本質的に下記の元素(重量%)で構成しなければならな
いことが判明した=4.5〜10.5%のアルミニウム
、22.0〜36.0%のマンガン、0.4〜1.25
%の炭素、0.5%未満のニッケル、1.2%未満のケ
イ素、0.5%未満のモリブデン、0.5%未満のタン
グステン、0.5%未満のクロム、並びに下記の元素の
うち少なくとも1種類:0.06〜0.50%のチタン
、0,02〜0.20%のニオブ及び0.10〜064
0%のバナジウム。残りは主として鉄である。これらの
元素のうち、アルミニウム含量と炭素含量との間には特
別の関係がある。即ち、アルミニウム含量が約9.5重
量%未満の場合には、炭素を1.25重量%まで添加し
得るが、アルミニウム含量が9.5〜10.5重量%の
場合には、炭素含量を1.10重量%未満にしなければ
ならない。
本発明では熱間圧延鋼板の化学組成を前記範囲に限定す
る必要がある。その理由を下に記す。
L胚支≦LL アルミニウム含量の変化は本発明の熱間圧延鋼板におけ
る(Fe、Mn、M)+^lcx炭化物[式中、Mはチ
タン、ニオブ及び/又はバナジウムを表す]の量及び分
布に大きな影響を及ぼす。アルミニウム含量が4.5重
量%未満の場合にはオーステナイトマトリックス中に析
出する(Feln、M)、^ICx炭化物が殆どなく、
熱間圧延状態で鋼板に十分な強さを与えることができな
い。アルミニウム含量を4.5〜10.5重量%にする
と、大量の(Fe、Mn、M)t^lcx炭化物がオー
ステナイトマトリックス中に緊密に析出するため、鋼板
は優れた強度と大きな延性とを併せ持つことができる。
アルミニウム含量が10.5重量%を上回ると、(Fe
、Mn、M)zへlcx炭化物がオースナナイトマトリ
ックス中だ!プでなくオーステナイト結晶粒界上にも析
出し始める。この結晶粒界上の炭化物の量及び大きさは
アルミニウム含量の増加に伴って増加する。結晶粒界上
の炭化物の形成は強度の向上に役立たないばかりか、熱
間圧延鋼板の延性を急激に低下させる。本発明者による
実験の結果、アルミニウム含量は4.5〜10.5重量
%の範囲に限定すべきであることが判明した。
支1 本発明では、アルミニウム及び炭素の含量がミクロ組織
及び機械的特性に及ぼす影響を子細に調べた。その結果
の一部を添付図面の第1a図、第1b図及び実施例2〜
4に示す。第1a図及び第1b図は、アルミニウム及び
炭素を夫々3.5〜11.5重量%及び0.30〜1.
50重量%の範囲の様々な量で含むFe2B、8重量%
Mn−0,12重量%Ti−0,08重量%Nb−^l
C合金のアルミニウム含量、炭素含量及び機械的特性の
関係を示している。これらの実験結果から下記の事項が
判明した: (1)オーステナイトマトリックス中に大量の(Fe 
、Mn 、M) z^ICx炭化物が存在することは、
鋼が十分な強度を有するための必須条件である。この状
態を得るためには、鋼が少なくとも4.5重量%のアル
ミニウム及び0.4重量%の炭素を含んでいなければな
らない。
(2> 4.5〜9.5重量%のアルミニウムと約1.
25重量%未満の炭素とを含む鋼、又は9,5〜10.
5重量%のアルミニウムと約1.10重量%未満の炭素
とを含む鋼の場合には、微細な(Fe 、Mn 、M)
3^1cx炭化物がオーステナイトマトリックス中にの
み析出し、結晶粒界上には炭化物が全く生成しない。引
張り試験の結果、アルミニウム含量及び炭素含量を増加
すると、著しい延性の低下を伴わずに強度が向上するこ
とが判明した。
(3) 4.5〜9.5重量%のアルミニウムと約1.
2.5重量%より多い炭素とを含む鋼、又は9.5〜1
0.5重量%のアルミニウムと約1.10重量%より多
い炭素とを含む鋼の場合には、結晶粒界上に粗大炭化物
が析出するため延性が急激に低下する。
(4)アルミニウム含量が10.5重量%を上回る鋼は
延性が極めて低い、このような鋼を熱間圧延処理にかけ
ると鋼板全体に多数の亀裂が生じ得る。
二とがと マンガンを大量に添加するとオーステナイト組織が安定
し、その結果鋼の加工性及び延性が向上する。本発明の
熱間圧延鋼は、優れた加工性及び延性を得るためには、
少なくとも約22.0重量%のマンガンを含んでいなけ
ればならない、しかしながら、マンガン含量が約36.
0重量%を超えると、熱間圧延中に鋼板に亀裂が生じる
。従って、本発明ではマンガン含量を22.0〜36.
0重量%の範囲に限定する。
タン ニオブ びバナジウム 本発明の鋼板では、圧延操作を調節すると共に少量のチ
タン、ニオブ及び/又はバナジウムを添加すると、最終
圧延温度で極めて微細な(M)、^lcx炭化物[式中
Mはチタン、ニオブ及び/又はバナジウムを表す]がオ
ーステナイトマトリックス中に緊密に析出する。この先
に析出した極めて微細な炭化物は最終圧延温度から室温
までの空冷の間に析出を促進する核として機能し、その
ため微細な(Fe、Mn、M)z^ICxがオーステナ
イトマトリックス中に大量に析出するようになる。
チタン、ニオブ及び/又はバナジウムの添加が炭化物の
析出と機械的特性とに及ぼす影響を更に明らかにするた
めに、一連の実験を行った。
チタン、ニオブ及び/又はバナジウムという合金元素を
含まない鋼板を連続的に熱間圧延し、次いで水で最終圧
延温度から室温まで急冷すると、そのミクロ組織にはオ
ーステナイトマトリックス中に析出した炭化物が全く観
察されなかった。この鋼板を連続的に熱間圧延し、最終
圧延温度から室温まで空冷しな場合には、オーステナイ
トマトリックス中に極めて粗大な炭化物が析出した。こ
れらの炭化物の大きさは実施例1に示すように、た、引
張り試験の結果、この鋼板の強度は余り高くないことが
判明した。
前述の結果と対照的に、チタン、ニオブ及び/又はバナ
ジウムという合金元素を少なくとも1種類含む鋼板を連
続的に熱間圧延し且つ水で最終圧延温度から室温まで急
冷すると、極めて微細な(M)、^lcx炭化物がオー
ステナイトマトリックス中に緊密に析出した。また、こ
の鋼板を連続的に熱間圧延し且つ最終圧延温度から室温
まで空冷すると、極めて微細な炭化物がオーステナイト
マトリックス中に析出した。これらの炭化物の大きさは
約100A〜300^であった。このような理由から、
本発明の鋼板は熱間圧延後に極めて優れた引張り強度と
大きな延性とを示すことができる。
チタン、ニオブ及び/又はバナジウムの添加が熱間圧延
鋼板の機械的特性に及ぼす効果を第2図に示した。第2
図のグラフから明らかなように、熱間圧延鋼板の強度は
チタン、ニオブ又はバナジウムの添加量が夫々約0.0
6重量%、0.02重量%又は0.10重量%までの範
囲にある時に著しく向上し、これらの含量が夫々約0.
50重量%、0.20重量%又は0.40重量%に達す
ると最大の強度が得られる。
これらの実験結果から明らかなように、本発明の熱間圧
延鋼板はチタン、ニオブ及びバナジウムのうち少なくと
も1種類を含む必要がある。但し、チタン含量は0.0
6〜0.50重量%に限定し、ニオブは0.02〜0.
20重量%、バナジウムは0.10〜0.40重量%に
限定する。
ニッケル ニッケルは、成る種の市販合金鋼(例えば^l5I43
40)に約1.8重量%まで含まれており、市販のオー
ステナイト系ステンレス*(例えば^STM 304)
には約8.0重量%まで含まれている。合金鋼では、延
性−脆性転移温度(ductile−brittle 
transitiontemperature)を低く
することによって切欠き靭性(notch tough
ness>を改善するためにニッケルを添加する。オー
ステナイト系ステンレス鋼では、オーステナイト組織(
FCC)を室温で保持できるように・することによって
延性及び加工性を改善するために大量のニッケルが添加
される。
Fe−^1−Hn−C合金系に関しては、米国特許第3
111405号が機械的特性に対するニッケル添加の効
果について記述している。この先行特許では夫々下記の
化学組成をもつ3種類の合金鋼がテストされた: Fe
−10,0重量%^l−0.27重量%C−33,8重
量%Mn−2,3重量%Ni ; Fe−12,5重量
%^l−0.30重量%C−33.0重量%Hn−4,
3重量%Ni;及びFe−9,3重量%^+−0.34
重量%C−35.4重量%Mn−6,4重量% Ni。
これら3種類の合金鋼はいずれも、2000″Fに加熱
し次いで油焼入れ又は炉冷で室温まで冷却すると、25
〜45%の極めて優れた延性を示すと記述されている。
本発明では、ニッケル添加がミクロ組織及び機械的特性
に及ぼす影響を実験によって詳細に調べた。その結果を
第3図及び実施例6に示す、テストした鋼の化学組成は
Fe−8,0重量%^l−28,5重量%Mn−0,9
0重量%C−0,30重量%Tiであり、これにニッケ
ルを0〜5.0重量%の範囲の様々な量で添加した。結
果は極めて驚くべきものである。即ち、ニッケル含量が
約0.5重量%未満の場合には熱間圧延鋼板の延性が少
し増大するが、ニッケル含量を約1,0重量%より多く
すると、ウィドマンシュテラテン組織を6つロッド状析
出物がオーステナイトマトリックス中に生成し始め、そ
の結果延性が著しく低下する。透過型電子M@鏡検査(
TEN)で分析すると、これらのロッド状析出物が実施
例6に示すように82タイプ(Ni^1〉に属する規則
的な体心立方構造を有することが確認されるにのB2タ
イプの規則的な相はニッケル含量の増加に伴って増加す
る。ニッケル含量が約2.5重量%に達すると熱間圧延
後の鋼板全体にかなりの亀裂が生じ得る。従って、本発
明ではニッケル含量を厳密に約0.5重量%未満にする
乞LL 本発明では、ケイ素の添加がミクロ組織及び機械的特性
に及ぼす影響も調べた。結果の一部を第4図及び実施例
7に示す、テストした鋼の化学組成はFe−6,0重量
%^l−25,0重量%Hn−0,75重量%C−0,
16重量%Nbであり、これにケイ素を0〜260重量
%の範囲の様々な量で加えた。これらの結果によれば、
ケイ素含量が約1.2重量%未満の場合には熱間圧延鋼
板の強度がケイ素含量の増加につれて少し向上し、延性
も余り低下しない。しかしながら、ケイ素含量が約1.
2重量%以上になると、実施例7及び第4図に示すよう
にDO,タイプの規則的な相が形成されるため延性が著
しく低下する。
従って、本発明ではケイ素含量を約1.2重量%未満に
する。
クロム モ1ブーン  タングステン クロム、モリブデン及びタングステンは極めて強力な炭
化物形成剤である。これらの元素は通常。
市販合金鋼の機械的特性を改善するために添加される6
本発明では、クロム、モリブデン及びタングステンが炭
化物の析出及び機械的特性に及ぼす影響を実験によって
詳細に調べた。結果の一部を実施例8〜10で説明する
。これらの結果によれば、クロム、モリブデン又はタン
グステンの含量が約0.5重量%未満の場合には、熱間
圧延鋼板の強度がクロム、モリブデン又はタングステン
含量の増加に伴って少し増大し、延性も余り低下しない
しかしながら、クロム、モリブデン又はタングステンの
含量を約1.0重量%以上にすると、粗大析出物が結晶
粒界、双晶粒界及びオーステナイトマトリックス中に生
成し始め、その結果延性が著しく低下する。TEN分析
によれば、これらの析出物は実施例8〜10で説明する
ように夫々Cr含有(Crbearing)合金中の(
Fe、Cr)、C,炭化物、Mo含有(No−bear
ing)合金中の(Fe、No)iC炭化物、及びに含
有(−−bearing)合金中の(FeJ)sC炭化
物である。これらの粗大炭化物の量はクロム、モリブデ
ン又はタングステン含量の増加に伴って明らかに増加す
る。
このような粗大炭化物が形成されると炭素の裸出(de
nudat 1on)が生じ、その結果極めて微細な(
Fe、Mn、M)3^ICx炭化物の析出が抑制される
。従って、本発明ではクロム、モリブデン又はタングス
テンの量を厳密に約0.5重量%未満にする。
本発明の別の重要な特徴の1つは連続的熱間圧延条件を
調節することにある。その理由を以下に述べる: 本発明では最終圧延温度が熱間圧延鋼板のミクロ組織及
び機械的特性に及ぼす影響を調べた7幅80mm、厚さ
4011I1m及び長さ300mmの鋼インゴツトを1
050℃〜1250℃の温度に加熱した後で連続的熱間
圧延にかけて5.On+mの最終厚みにし、次いで最終
圧延温度から室温まで空冷した。最終圧延温度は800
℃〜1000℃の範囲に調整した。その結果、最終圧延
温度を920℃〜1000℃にすると(Fe、Mn、M
)x^lcx炭化物がオーステナイトマトリックス中に
緊密に析出したが、最終圧延温度を約800℃〜920
℃の範囲にすると、転位セル(dislocation
 cells)がオーステナイトマトリックス中に高密
度で残留し且つ大量の@細(Fe 、Mn 、M) 3
^1cx炭化物がこれら転位セル上に生成した。このよ
うな転位セルサブストラフチャー(substruct
ure)及び微細(Fe、Hn、H)i^ICx炭化物
の析出が生じると、実施例5及び表IIに示すように、
熱間圧延鋼板の強度が著しく増加し、延性も余り低下し
ない。
本発明の卓越性を立証するために、本発明に従って製造
した熱間圧延合金鋼板の化学組成及び引張り試験の結果
の一部を夫々表I及び表IIに示した。
これらの表には、比較のために、良く知られた市販の熱
間圧延鋼板及び他の公知のFe−^1−Hn−C合金の
特性も一緒に示した。尚、これらの結果は本発明の熱間
圧延鋼板の特徴を明らかにするためのものに過ぎず、本
発明の範囲を限定するものではない。
六−」 本発明の試料鋼及び比較用鋼の化学組成く重量%)宍↓
Ω10L欠1目1 (1) No、1〜No、43は本発明の試料鋼の化学
組成を示す。
(2) No、44〜No、53は比較用試料鋼の化学
組成を示す。
(3) No、54〜No、55は比較用試料鋼の化学
組成を示す(H,W、Leavenmorth、Jr、
及びJ、C,Benz著“^n^ssessment 
of Fe−Mn−A11oys as 5ubsti
tutesfor 5tainless 5teel”
、Journal of Metals、p、38゜1
985による)。
(4) No、56〜No、58は比較用試料鋼の化学
組成を示す(YoungG、Kim他著“Low te
+*perature Mechanical Beh
avior of Microalloyed and
 Controト!ed−Rolled Fe−Hn−
^1−C−X A11oys”、Metal、Tran
s。
^、p、1889.1985年9月による)。
(5) No、59〜No、60は比較用鋼の化学組成
を示す(2種類の市販Fe−N 1−Cr−No合金鋼
板、 UnitedStates 5teel出版″T
he Making、Shaping andTrea
ting Steel’ 、第9版、p、1141−1142によ
る)。
表IT 本発明の試料鋼及び比較用鋼の機械的特性表−!上 表」工at) 宍−」1口1亀工 INの  tEl (1) No、1〜No 、43は本発明の試料鋼の機
械的特性を示す(★が付いている場合は最終圧延温度が
830℃であり、その他の場合は920℃である)。
(2) No、44〜No、53は比較用鋼の機械的特
性を示す。
(3) No、54〜No、55は比較用鋼の機械的特
性を示す((HJ、Leavenworth、Jr、及
びJ、C,Benz著“八〇^5sesssent o
f Fe−Mn−^1^11oys as 5ubst
itutesfor 5tainless 5teel
”、Journal of Metals、p、38゜
1985による)。
(4) No、56〜No、58は比較用鋼の機械的特
性を示す(Young G、Ki−他著“Low te
+*perature Mechanic−al Be
havior of Microalloyed an
d Controlled−Roiled Fe−Mn
−^1−C−X^1loys”、Hetal、Tran
s、^。
p、1689,1985年9月による)。
(5) No、59〜No、60は比較用鋼の機械的特
性を示す(211類の市販Fe−Ni−Cr−No合金
鋼板、 UnitedStates 5teel出版”
The Making、Shaping andTre
ating of 5teel″、第9版、p、114
1−1142による)。
(以下余白) Xl」LL この実施例は、本発明に従って製造した鋼板の場合には
、極めて微細な(Fe、Mn、M)*^lcx炭化物が
既に最終圧延温度でオーステナイトマトリックス中に均
一に分布していることを示すためのものである。これら
の予め形成された極めて微細な炭化物は、最終圧延温度
から室温までの空冷の間に析出物が成長するための核と
して機能するため、オーステナイトマトリックス中に微
細な炭化物が大量に生成することになる。本発明の鋼板
はこのような特徴を有するため、熱間圧延後に極めて優
れた強度と大きな延性とを示す。
学イ誓を有する2種類の試料鋼をテストした。N016
は本発明の試料鋼であり、No、44は比較用の試料鋼
である。 No、44試料鋼の化学組成は、チタン及び
クロムを含まないという以外は、No、6試料鋼と類似
している。これらNo、6及びNo、44の化学組成を
もつ2種類の鋼のインゴットを高周波誘導電気炉で製造
した。これらのインゴットの大きさは幅80mm、厚さ
40mm、長さ300■であった。 1200℃で2時
間加熱した後、これらの鋼インゴツトを連続的熱間圧延
にかけて最終厚みを5.0mmにし、次いで920℃の
最終圧延温度から室温まで空冷した。厚さの減少率は約
87.5%であった。
第5a図から第5g図は前述の処理にかけた後のNo。
6試料鋼のTE14顕微鏡写真を示している。第5a図
は明視野TEN顕微鏡写真であり、微細な析出物とその
周囲の明るい部分との対照を明確に写している。
第5b図から第5f図は、オーステナイトマトリックス
と微細析出物とが混ざり合った領域からとった選択領域
回折図(selected area diffrac
tionpatterns)である、その晶帯軸(zo
ne axes)は夫々、オーステナイトマトリックス
の[011]、[011]、[111]、[112]及
び[123]である(マトリックス:励」、(Fe、M
n、M)s^lcx:hkl)、この回折図は、オース
テナイトマトリックスに対応する点の他に、微細析出物
の存在によって生じた細かい重格子点(super−1
attice)も含んでいる。この回折図を分析すると
、オーステナイトマトリックス中の微細析出物はL″1
□1□タイプをもつ(Fe、Mn、M)*^ICx炭化
物であることが確認される。第5g図は第5a図と同じ
領域を写した暗視野TEN顕微鏡写真であり、オーステ
ナイトマトリックス中に析出した炭化物び伸びは夫々1
84Ks i、179Ksi及び36.8%であった。
これに対し、No、44試料鋼の場合は第6図に示すよ
うにオーステナイトマトリックス中に大量のより粗い炭
化物が析出した。この炭化物の大きさは長試験の結果、
熱間圧延後のNo、44試料鋼の極限強さ、降伏強さ及
び伸びは夫々123Ksi、89Ks i及び27.8
%であった。
更に、本発明の別の特徴を明らかにするために、No、
6及びNo、44試料鋼と同じ化学組成をもつ2種類の
鋼インゴツトを出発温度1200℃で連続的熱間圧延に
かけ、今度は空冷では、なく水焼入れによって920℃
の最終圧延温度から室温まで急冷した。第7a図及び第
7b図は夫々、焼入れした状態のNo、6試料鋼の明視
野TEN顕微鏡写真及び選択領域回折図(矢印で示した
点が析出物の回折点である)を示している。第7c図は
No、44試料鋼の選択領域回折図である。第7b図を
第7c図と比較すると、No、6試料鋼のオーステナイ
トマトリックス中には最終圧延温度で既に極めて微細な
炭化物が析出していることがわかる。これに対し、No
、44試料鋼の回折図にはオーステナイトマトリックス
の回折点のみが存在し析出物の回折点は認められない、
これは、No。
44試料鋼の場合には最終圧延温度で析出物が形成され
なかったことを°意味する。
前述の観察結果及び分析から、本発明のNo、6試料鋼
のオーステナイトマトリックス中には最終圧延温度で既
に極めて微細な炭化物が析出していると考えられる。こ
れらの既に存在している微細炭化物は、空冷中に析出物
が成長するための核として機能する。このようにして析
出する炭化物は極めて微細であると同時に小滴状の形態
を有するが、No、44試料鋼中に生成する炭化物は粗
大であると同時に特定の優先配向をもつ板状の形態を有
する。
本発明の鋼板の方が遥かに大きい引張強さとより大きい
延性とを示すのはこのような理由による。
これは、本発明の極めて重要な特徴の1つである。
この実施例は、アルミニウム含量がミクロ組織及び機械
的特性に及ぼす影響を示すためのものである。そこでこ
の実施例では表Iに記載のNO12及びNo、48の化
学組成をもつ2種類の試料鋼をテストした。 No、2
は本発明の試料鋼であり、No、48は比較用試料鋼で
ある。No、48試料鋼の化学組成はアルミニウム含量
が少ないという点を除いてNo、2試料鋼と類似してい
る。これらの試料鋼を連続的熱間圧延にかけ、次いで9
20℃の最終圧延温度から室温まで空冷すると、No、
2試料鋼のオーステナイトマトリックス中には大量の微
細炭化物が緊密に析出するが、No、48試料鋼のオー
ステナイトマトリックス中には極めて少量の炭化物しが
生成しなかった。これらの様子は夫々第8図及び第9図
に示されている。表IIに示すように、これら2つの試
料鋼の強度は互いにかなり異なる。この実施例及び第1
図に基づいて分析すると、熱間圧延状態での強度を十分
に大きくするためには鋼板がアルミニウムを4.5重量
%より多く含んでいなければならないと結論できる。
え1九Σ この実施例でもアルミニウム含量がミクロ組織及び機械
的特性に及ぼす影響を明らかにする。この実施例では表
■に記載のNo、4及びNo、47の化学組成をもつ2
種類の試料鋼をテストした。 No、4は本発明の試料
鋼であり、No、47は比較用試料鋼である。 No、
47試料鋼の化学組成はアルミニウム含量を除いてNo
、4試料鋼と類似している。第10図及び第11図は夫
々、連続的熱間圧延にかけ次いで920℃の最終圧延温
度から室温まで空冷した場合のNo、4試料鋼及びNo
、47試料、鋼の明視野TEN顕微鏡写真を示している
。第11a図はオーステナイト粒子中のミクロ組織を示
し、第11b図はオーステナイト結晶粒界上の粗大(F
e、No)、^lcx炭化物の存在を示している(矢印
で示した粒子が結晶粒界炭化物である)、これら2つの
顕微鏡写真から明らかなように、アルミニウム含量が5
.0重量%であり且つ炭素含量が1.10重量%の場合
には、オーステナイトマトリックス中に析出する炭化物
が比較的微細であり、結晶粒界上に析出する炭化物が極
めて少なく且つ極めて小さい、引張り試験の結果、延性
はかなり高かった。これに対し、炭素含量を約1.10
重量%のままとしアルミニウム含量を11.30重量%
まで増加すると、オーステナイトマトリックス中に析出
する炭化物が大幅に粗大化されるだけでなく、結晶粒界
炭化物の量及び大きさも著しく増大する。このように結
晶粒界上に粗大炭化物が存在すると延性は急激に低下す
る。
え1」1 この実施例は炭素含量がミクロ組織及び機械的特性に及
ぼす影響を示すためのものである。そこでこの実施例で
は、表rのNo、5、No、45及びNo、46の化学
組成をもつ3N類の試料鋼をテストした。
No、5は本発明の試料鋼、No、45及びNo、48
は比較用試料鋼である。 No、45及びNo、46試
料鋼の化学組成は炭素含量がより多いという点以外はN
o、5の化学組成と類似している。第12図から第14
図は夫々連続的熱間圧延にかけ次いで920℃の最終圧
延温度から室温まで空冷した場合の熱間圧延後のNo、
5、No 、 45及びNo、46試料鋼の明視野TE
N顕微鏡写真を示している。これらの顕微鏡写真から明
らかなように、No、5試料鋼の場合は炭化物がオース
テナイトマトリックス中にだけ析出した。これに対し、
No 、45及びNo、46試料鋼ではオーステナイト
マトリ・ツクス中だけでなく結晶粒界上にもより粗大な
炭化物が析出した。これらの観察結果及び第1b図から
、結晶粒界上での粗大炭化物の析出を回避するためには
、炭素含量を約1.25重量%未満に限定しなければな
らないと結論できる。
X11擾− この実施例は連続的熱間圧延条件が炭化物の析出及び機
械的特性に及ぼす影響を示すためのものである。この実
施例では先ず表1に記載のNo、20試料鋼と同じ化学
組成の鋼インゴ・ントを製造した。
このインゴットの大きさは幅80mm、厚さ40鍋購、
長さ3001であった。この鋼インゴ・ントを1200
℃で2時間加熱した後、連続的熱間圧延にかけて最終厚
み5.01にし、次いで最終圧延温度から室温まで空冷
した。最終圧延温度は表IIに記載のように920℃で
はなく830℃に調整した。第15a図及び第15b図
は同じ領域を異なる倍率で示す明視野TEN顕微鏡写真
、第15c図は第15b図と同じ領域の暗視野TEN顕
微鏡写真である。
前述の処理にかけた該試料鋼のオーステナイトマトリッ
クス中には、第15a図に示すように、高密度の転位が
観察された。第15b図は第15a図と同じ領域を拡大
した明視野TEN顕微鏡写真であり、この転位が典型的
な転位セルサブストラフチャーに配列されている様子が
明確に示されている。暗視野TEN顕微鏡写真では、第
1.5c図に示すように、大量の微細炭化物が転位セル
上に析出しているのが見える。これらの微細炭化物の大
きさは約60八〜130^である。第15c図では、そ
れより遥かに小さい炭化物も高密度で転位セルの中及び
上に析出している2これらのより小さい炭化物の大きさ
は約50八未満である。
以上の観察結果から明らかなように、最終圧延温度を下
げると熱間圧延中に微細炭化物が転位セル上に析出し始
め、次いで固定作用(pinningaction)を
生じるため、転位の移動(movement ofth
e disloeation)が阻止される。その結果
、転位セルが高密度でオーステナイトマトリックス中に
残留した状態の組織が得られる。引張り試験の結果、熱
間圧延後の該試料鋼の極限強さ、降伏強さ及び伸びは夫
々235Ks i、218Ks i及び29.7%であ
った。従って、該試料鋼の引張り強さは表IIのNo。
20試料鋼より約24に3 i大きい。このような著し
い強度の改善は、より微細な炭化物の析出及び転位セル
サブストラフチャーの形成に因るものと考えられる。こ
のように、熱間圧延条件を調節することも本発明の重要
な特徴の1つである。
害」I1擾− この実施例はニッケル含量がミクロ組織及び機械的特性
に及ぼす影響を示すためのものである。
そこでこの実施例では、Fe−9,0重量%^1−28
.5重量%Mn−0,90重量%C−0,30重量%T
i−4,0重量%Niという化学組成の試料鋼をテスト
した。この試料鋼の化学組成はニッケル含量が遥かに多
いという以外は表Iに記載の本発明の試料鋼No、12
と類似している。第16a図、第16b図、第16e図
及び第1ed図は上記試料鋼を1200℃の出発温度で
連続的熱間圧延にかけ次いで920℃の最終圧延温度か
ら室温まで空冷した場合の顕fj&鏡写真である。
第16a図は熱間圧延後の該試料鋼の光学順微鏡写真で
あり、オーステナイトマトリックス中にロッド状析出物
が存在している様子を示している。試料鋼のロッド状析
出物だけからとった明視野TEN顕微鏡写真及び選択領
域回折図を夫々第16b図〜第1ed図に示す、晶帯軸
は夫々[001]及び(011]である。これらの選択
領域回折図を分析すると、ロッド状析出物はBZタイプ
(旧AI)の規則的な相に属する規則的なりee組織を
有することが確認される。
引張り試験の結果、熱間圧延後の該試料鋼の極限強さ、
降伏強さ及び伸びは夫々188Ksi、181Ksi及
び6.5%であった。
ミクロ組織の分析及び第3図から知見できるように、ニ
ッケル含量が約0.5重量%未満の場合には熱間圧延鋼
板のオーステナイトマトリックス中にB2タイプの規則
的な相が形成されることはなかった。鋼板の延性はニッ
ケル含量の増加に伴って少し向上した。これに対し、ニ
ッケル含量を約1.0重量%以上に増加すると82タイ
プの規則的な相がオーステナイトマトリックス中に形成
される。この現象は強度の改善に役立たないばかりでな
く、延性を急激に低下させる。
え1良り この実施例はケイ素含量がミクロ組繊及び機械的特性に
及ぼす影響を示すためのものである。そこでこの実施例
では、ケイ素を種々の含量で含むFe−6,0重量%^
1−25.0重量%Mn−0,75重量%C0120重
量%Nbという化学組成の4つの試料鋼をテストした。
これら4つの試料鋼に加えたケイ素の量は夫々1,2重
量%、1.4重量%、1.8重量%及び2.0重量%で
ある。出発温度1200℃で連続的熱間圧延にかけ次い
で920℃の最終圧延温度から室温まで空冷した後、光
学顕微鏡検査及び透過型電子顕微鏡検査によって前記4
つの試料鋼のミクロ組織を調べた。第17a図〜第17
d図は夫々、熱間圧延した後の前記4つの試料鋼の光学
顕微鏡写真を示している。これらの顕微鏡写真から明ら
かなように、ケイ素含量を約1.2重量%より多くする
と第2の相(図中、符号りで示された部分)が生成し、
この第2相の総体積はケイ素含量の増加と共に増加する
第18a図〜第18e図は、化学組成Fe−6,0重量
%^1−25.0重量%Mn−0,75重量%C−0,
20重量%Nb−1,40重量%S1をもつ熱間圧延後
の試料鋼のTEMm微鏡写真を示している。第18a図
は第17図の第2相りに対応する領域の明視野TEMm
微鏡写真である。
第18b図及び第18c図は第18a図の領域からとっ
た選択領域回折図を示している。これらの回折図を分析
すると、前記第2相は003タイプの規則的な相に属す
る規則的な面心立方構造を有することが確認される。第
18d図及び第18e図は夫々、(111)及び(20
0) 003反射で撮った暗視野TEN顕微鏡写真であ
り、DO,粒子の存在を示している(マトリックス填に
+ 、003 :hkl)。
Fe−6,0重量%^1−25.0重量%Mn−0,7
5重量%C0112重量%Nb−5i合金の降伏強さ及
び伸びに及ぼされるケイ素含量の影響を第4図に示した
。この図のグラフから明らかなように、ケイ素含量が約
1.0重量%未満の場合には降伏強さがケイ素含量の増
加と共に増加し、延性は余り低下しない。
これに対し、ケイ素含量を約1.2重量%以上にすると
延性が著しく低下する。これは、DO,タイプの規則的
な相の形成に起因すると考えられる。
幻1阿」ユ この実施例はモリブデン含量がミクロ組織及び機械的特
性に及ぼす影響を示すためのものである。
そこでこの実施例では、モリブデンを夫々1.0重量%
及び4.5重量%含むFe〜6.20重量%^1−31
.3重量%Mn−0,77重量%C−0,28重量%T
iの化学組成の2つの試料鋼をテストした。これら2つ
の試料鋼の化学組成はモリブデン含量が遥かに多いとい
う以外は表rに記載の本発明の試料鋼No、18と類似
している。出発温度1200℃で連続的熱間圧延にかけ
次いで920℃の最終圧延温度から室温まで空冷した後
、前記2つの試料鋼のミクロ組織をTENで調べた。そ
の写真を夫々第19a図、第19b図及び第20図に示
す、即ち、第19a図及び第19b図は熱間圧延後のF
e−6,20重量%^1−31.3重量%Nn−0,7
7重量%C−9,28重量%Ti−1,0重量%Mo合
金のTEN顕微鏡写真であり、第19a図は明視野TE
N顕微鏡写真、第19bllは(Fe、No)gC炭化
物及びその周囲のオーステナイトマトリックスからとっ
た選択領域回折図を示す、オーステナイトマトリックス
及び(Fe、No)sc炭化物の晶帯軸は夫々[011
1及び[111]である(マトリックス:l上、(Fe
、No)sC: hkl)、第20図はNo、51比較
用試料鋼を1200℃の出発温度で連続的熱間圧延にか
け次いで920℃の最終圧延温度から室温まで空冷した
時の明視野TEN顕微鏡写真である。
第19a図ではオーステナイトマトリックス中に粗大粒
子が幾らか形成されている。第19b図は粗大粒子とそ
の周りのマトリックスとを写した選択領域回折図である
。この回折図を分析すると、これらの粗大粒子は格子パ
ラメータa =H,t2^の複合f 、c 、c 、組
織(CO@plex[、C,c、 5tructure
)をもつ(Fe、No)sC炭化物であることが確認さ
れる。この(Fe、No)ac炭化物の量は、第20図
に示すように、モリブデン含量の増加に伴って増加する
。これらの粗大炭化物の大きさは約2000^〜450
0Aである。
Fe−6,24重量%^1−31.1重量%Mn−0,
79重量%C−0,30重量%Ti−4,48重量%N
o合金の熱間圧延後の機械的特性を表II(No、5t
)に示した0表IIのNo。
18及びNo、51試料鋼の比較から明らかなように、
前記粗大(Fe、Mo)sc炭化物の析出は強度の改善
に無益であるだけでなく、熱間圧延鋼板の延性を急激に
低下させる。これらの実験結果は、モリブデン含量を約
0.5重量%未満に限定する必要性を示している。
夾」11ター この実施例はタングステン含量がミクロ組織及び機械的
特性に及ぼす影響を示すためのものである。そこでこの
実施例では、タングステンを夫々的1.0重量%及び3
.0重量%含む化学組成Fe−6,22重量%^1−2
9.6重量%Mn−0,81重量%C−0,42重量%
Tiの2つの試料鋼をテストした。これら2つの試料鋼
の化学組成はタングステン含量が遥かに多いという点を
除いて表1に記載の本発明のNo、42試料鋼と類似し
ている。第21a図、第21b図及び第22図は夫々、
熱間圧延した後の前記2つの試料鋼のTEN顕微鏡写真
を示している。即ち、第21a図及び第2Lb図は熱間
圧延後のFe−6,22重量%^l−29.6重量%H
n−0,81重量%C−0、42重量%Ti−1,0重
量%に合金のTEMR微鏡写真であり、第21a図は明
視野TEN顕微鏡写真、第2ib図は(Fe、H)、C
炭化物及びその周囲のオーステナイトマトリックスから
とった選択領域回折図を示す。オーステナイトマトリッ
クス及び(Fe、W)6C炭化物の晶帯軸は夫々[1,
,111及び[011]である(マトリックス:hkl
 、 (FeJ)sC:nkl)。
第22図はNo、52比較用試料鋼を1200℃の出発
温度で連続的熱間圧延にかけ次いで920℃の最終圧延
温度から室温まで空冷しな時の明視野TEMi微鏡写真
である。第21a図ではオーステナイトマトリックス中
に粗大な析出物が幾らか形成されている。
これらの粗大析出物の大きさは約1250^〜3000
^である。析出物とその周囲のオーステナイトマトリッ
クスとを含む混合領域からとった選択領域回折図を第2
1b図に示す。この回折図を分析すると、前記粗大析出
物は格子パラメータa・11.087への複合f 、c
 、c組織をもつ(Fe、W)gc炭化物であることが
確認される。この(Fe、H)icの量は、第22図に
示すように、タングステン含量を約3.0重量%まで増
加させると急激に増加する。
丁EN検査によれば、タングステン含量が約0,5重量
%未満の場合は熱間圧延鋼板のオーステナイトマトリッ
クス中に(FeJ)gc炭化物が析出することはない、
これに対し、タングステン含量を約1.0重量%以上に
すると、(Fe、W)ac炭化物がオーステナイトマト
リックス中に生成し始める。表IIのNo、42及びN
o 、52試料鋼の比較から明らかなように、前記粗大
(Fe、4)ic炭化物の生成は強度の改善には役立た
ず、熱間圧延鋼板の延性を急激に低下させる。
X遣ヱU且 この実施例はクロム含量がミクロ組織及び機械的特性に
及ぼす影響を示すためのものである。そこてこの実施例
では表Iに記載のNo、53試料鋼の化学組成をもつ試
料鋼をテストした。No、53試料鋼の化学組成はクロ
ム含量が遥かに多いという点を除いて本発明のNo、3
7試料鋼と類似している。第23a図、第23b図、第
23c図及び第23d図はNo、53比較用試料鋼を1
200℃の出発温度で連続的熱間圧延にかけ次いで92
0℃の最終圧延湯度から室温まで空冷した時のTEMg
微鏡写真であり、第2:3a図は明視野TEN顕微鏡写
真、第23b図〜第23d図はCryC3炭化物からと
った選択領域回折図を示す5晶帯軸は夫々(,1zio
1、[1216]及び[1213]である。第23a図
は熱間圧延した後のNo、53試料鋼の明視野TE14
顕微鏡写真を示している。粗大粒子だけからとった選択
領域回折図を第23b図〜第23d図に示した。これら
の選択領域回折図を分析すると、前記析出物はN−fバ
クメータa 43.98八及びc =4.53への複合
り、c、p、組織をもつCrtCs炭化物であることが
確認される。表IIから明らかなように、No、53試
料鋼の延性は本発明のNo、37試料鋼より遥かに劣る
これは、粗大Cr、Ci炭化物の生成によるものである
【図面の簡単な説明】
第1a図及び第1b図はFe−29,8重量%t4n−
0,12重量%Ti−0,08重量%Nb−Al−〇合
金の降伏強さ及び伸びに及ぼされるアルミニウム含量及
び炭素含量の影響を示すグラフである。第2図はFe−
7,0重量%^1−26.0重量%Hn−0,60重量
%C−X合金[Xはチタン、ニオブ又はバナジウムを表
す]の降伏強さに及ぼされるチタン、ニオブ又はバナジ
ウム含量の影響を示すグラフである。第3図はFe−8
,0重重%^l−28,5重量%Mn−0,90重量%
C−0,30重量%Ti−Ni合金の降伏強さ及び伸び
に及ぼされるニッケル含量の影響を示すグラフである。 第4図はFe−6,0重量%^1−25.0重量%Mn
−0,75重量%C−0,12重量%Nb−5a合金の
降伏強さ及び伸びに及ぼされるケイ素含量の影響を示す
グラフである。第5a図、第5b図、第5c図、第5d
図、第5e図、第5ffffl及び第5g図は本発明の
N 、1. 、6試料鋼を連続的熱間圧延にかけ次いで
空冷した時のTEN顕微鏡写真であり、第5a図は該鋼
の組繊を示す明視野顕微鏡写真、第5b図〜第5f図は
該試料鋼の粒子構造を示す写真、第5g図は該試料鋼の
組織を示す暗視野顕i鏡写真である。第6図は比較用試
料鋼No、44を連続的熱間圧延にかけ次いで空冷した
時の組織を示す明視野TEN顕微鏡写真である。第7a
図、第7b図及び第7c図は試料鋼を連続的熱間圧延に
かけ次いで水焼入れによって急冷した場合のTEN顕微
鏡写真であり、第7a図及び第7b図は夫々本発明のN
o、6試料鋼の組織を示す明視野顕微鏡写真及び粒子構
造を示す写真である。第7c図はNo、44比較用試料
鋼の粒子構造を示す写真である。第8図は本発明のNo
、2試料鋼を連続的熱間圧延にかけ次いで空冷した時の
組織を示す明視野TEN顕微鏡写真である。第9図は!
4o。48比較用試料鋼を連続的熱間圧延に力弓J次い
で空冷した時の組織を示す明視野TE14顕微鏡写真で
ある。 第10図は本発明のNo、4試料鋼を連続的熱間圧延に
かけ次いで空冷した時の組織を示す明視野TEN顕微鏡
写真である。第11a図及び嘉11b図はNo 、 4
7比較用試料鋼を連続的熱間圧延にかけ次いで空冷した
時の組織を示す明視野TEN顕微鏡写真である。 第12図は本発明のNo、5試料鋼を連続的熱間圧延に
かけ次いで空冷した時の組織を示す明視野TEM顕微鏡
写真である。第13図はNo、45比較用試料鋼を連続
的熱間圧延にかけ次いで920℃の最終圧延湯度から室
温まで空冷した時の組織を示す明視野TEN顕微鏡写真
である。第14図はNo、46比較用試料鋼を連続的熱
間圧延にかけ次いで920℃の最終圧延温度から室温ま
で空冷した時の組織を示す明視野TEN顕微鏡写真であ
る。第15a図、第15b図及び第15c図は本発明の
No、20試料鋼を1200℃の出発温度で連続的熱間
圧延にかけ次いで830℃の最終圧延温度から室温まで
空冷した時の組織を示すTEN顕微鏡写真であり、第1
5a図及び第15b図は同じ領域を異なる倍率で示す明
視野TEN顕微鏡写真、第15c図は第15b図と同じ
領域の暗視野TEN顕微鏡写真である。第16a図、第
ieb図、第16c図及び第1ed図はFe−8,0重
量%^1−28.5重量%Mn−0,90重量%C−0
,30重量%Ti−4,0重量%旧合金を連続的熱間圧
延にかけ次いで空冷した場合の組織を示す顕微鏡写真で
あり、第18a図は光学顕微鏡写真、第16b図は明視
野TEM顕微鏡写真、第16c図及び第1ad図はロッ
ド状析出物の構造を示す写真である。第17a図、第1
7b図、第17c図及び第17d図はケイ素を夫々1.
2重量%、1.4重量%、1.8重量%及び2.0重量
%含有するFe−6,0重量%A+−25,0重量%H
n−0,75重量%C−0,12重量%Nb−5a合金
の組織を示す光学顕微鏡写真である。第18a図、第1
8b図、第18c図、第18d図及び第18e図は熱間
圧延後のFe−6,0重址%^l−25,0重量%Mn
−0,75重量%C−0,12重量%14b−1,4重
量%Si合金の組織、構造を示すTEN顕微鏡写真であ
り、第18a図は明視野TEN顕微鏡写真、第18b図
及び第18e図は粒子亀構造を示す写真、第18d図及
び第18e図は夫々(111)及び(200) DO,
反射を用いた暗視野TEN顕微鏡写真である。第19a
図及び第19b図は熱間圧延後のFe−6,20重量%
^1−31.3重量%Mn−0,77重量%C−0,2
8重量%Ti−1,0重量%Mo合金の組織を示すTE
N顕微鏡写真であり、第19a図は明視野TEN顕微鏡
写真、第19b図は粒子構造を示す写真である。第20
図はNo、51比較用試料鋼を連続的熱間圧延にかけ次
いで空冷した時の組織を示す明視野TEMg微鏡写真で
ある。第21a図゛及び第21b図は熱間圧延後のFe
−6,22重量%^129.6重量%Hn−0.81重
量%C−0,42重重重Ti−1.0重量%−合金の組
織、構造を示すTEN顕微鏡写真であり、第21s図は
明視野TEN顕微鏡写真、第21b図は粒子構造を示す
写真である。第22図はNo、52比較用試料鋼を連続
的熱間圧延にかけ次いで空冷した時の組織を示す明視野
TEM顕IR鏡写真である。 第23a図、第23b図、第23c図及び第23d図は
No、53比較用試料鋼を連続的熱間圧延にかけ次いで
空冷した時の組織、flI造を示すTEN顕微鏡写真で
あり、第23a図は明視野TEMi微鏡写真、第23b
図〜第23d図は粒子構造を示す写真である。 plce、5 a− FIG: 5し Fl’&、シe 口jαデf Fie、’7(1゜ 巳諭7し F暗劣a Fie6 Flat、7Q FICr、g FIG、/ rニーtcT、t。 FIG−,12 FIG、13 F1α1la F 15゜ 11ト FICr、14゜ FJCr、δn Fl(w、I5i;y F1a rot 斤1./4C Fie、ttct Fl(#、I6a。 ll9 1乙b Fl斤 17久 Fl分、Job Fl#i’7c FlcT17d F1命1とQ F7cr、7gd F1a、1?の FICi”、Igb FICr 1’7i2.。 F/#、Iワb F7#、2+必 FIcr、215 Fl(?、20 F I #、、 2′:3久 FiCr、23b F16?。 2ヨQ pIQ、2ヲと

Claims (14)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)主として4.5〜10.5重量%のアルミニウム
    、22.0〜36.0重量%のマンガン、0.40〜1
    .25重量%の炭素を含み、更に0.06〜0.50重
    量%のチタン、0.02〜0.20重量%のニオブ、0
    .10〜0.40重量%のバナジウムのうち少なくとも
    1種類を含み、残りが主に鉄である強度及び延性の高い
    熱間圧延合金鋼板。
  2. (2)主として4.5〜9.5重量%のアルミニウム、
    22.0〜36.0重量%のマンガン、0.40〜1.
    25重量%の炭素を含み、更に0.06〜0.50重量
    %のチタン、0.02〜0.20重量%のニオブ、0.
    10〜0.40重量%のバナジウムのうち少なくとも1
    種類を含み、残りが主に鉄である強度及び延性の高い熱
    間圧延合金鋼板。
  3. (3)主として9.5〜10.5重量%のアルミニウム
    、22.0〜36.0重量%のマンガン、0.55〜1
    .10重量%の炭素を含み、更に0.06〜0.50重
    量%のチタン、0.02〜0.20重量%のニオブ、0
    .10〜0.40重量%のバナジウムのうち少なくとも
    1種類を含み、残りが主に鉄である強度及び延性の高い
    熱間圧延合金鋼板。
  4. (4)主として4.5〜9.5重量%のアルミニウム、
    22.0〜36.0重量%のマンガン、0.40〜1.
    25重量%の炭素、0.06〜0.50重量%のチタン
    を含み、残りが主に鉄である強度及び延性の高い熱間圧
    延合金鋼板。
  5. (5)主として4.5〜9.5重量%のアルミニウム、
    22.0〜36.0重量%のマンガン、0.40〜1.
    25重量%の炭素、0.02〜0.20重量%のニオブ
    を含み、残りが主に鉄である強度及び延性の高い熱間圧
    延合金鋼板。
  6. (6)主として4.5〜9.5重量%のアルミニウム、
    22.0〜36.0重量%のマンガン、0.40〜1.
    25重量%の炭素、0.10〜0.40重量%のバナジ
    ウムを含み、残りが主に鉄である強度及び延性の高い熱
    間圧延合金鋼板。
  7. (7)主として9.5〜10.5重量%のアルミニウム
    、22.0〜38.0重量%のマンガン、0.55〜1
    .10重量%の炭素、0.06〜0.50重量%のチタ
    ンを含み、残りが主に鉄である強度及び延性の高い熱間
    圧延合金鋼板。
  8. (8)主として9.5〜10.5重量%のアルミニウム
    、22.0〜36.0重量%のマンガン、0.55〜1
    .10重量%の炭素、0.02〜0.20重量%のニオ
    ブを含み、残りが主に鉄である強度及び延性の高い熱間
    圧延合金鋼板。
  9. (9)主として9.5〜10.5重量%のアルミニウム
    、22.0〜36.0重量%のマンガン、0.55〜1
    .10重量%の炭素、0.10〜0.40重量%のバナ
    ジウムを含み、残りが主に鉄である強度及び延性の高い
    熱間圧延合金鋼板。
  10. (10)更に、0〜0.50重量%のニッケル、0〜1
    .20重量%のケイ素、0〜0.50重量%のタングス
    テン、0〜0.50重量%のモリブデン及び0〜0.5
    0重量%のクロムのうちの少なくとも1種類を含む請求
    項1から9のいずれかに記載の強度及び延性の高い熱間
    圧延合金鋼板。
  11. (11)(a)鋼インゴットを1050℃〜1250℃
    の範囲の温度で加熱し、 (b)加熱した前記合金鋼インゴットを熱間圧延にかけ
    、次いで最終圧延温度から室温まで空冷するステップか
    らなる熱間圧延合金鋼板の製造方法。
  12. (12)最終圧延温度を800℃〜1000℃の温度範
    囲に調節する請求項11に記載の方法。
  13. (13)最終圧延温度を920℃〜1000℃の温度範
    囲に調節する請求項12に記載の方法。
  14. (14)最終圧延温度を800℃〜920℃の温度範囲
    に調節する請求項12に記載の方法。
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