JPH03177515A - ５０ｋｇｆ／ｍｍ↑２級耐候性鋼板の製造方法 - 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） 本発明は、５０Ｋｇｆ／ｍ−級耐候性鋼板の製造方法に
関し、詳細には、溶接継手靭性が優れ、又、音響異方性
が小さい５０Ｋｇｆ／ｍｓ”級耐候性鋼板の製造方法に
関する。

（従来の技術） ５０Ｋｇｆ／ｍｓ”級耐候性鋼板は、強度や耐候性を確
保するためのＣｕやＣｒ等の成分を含有する鋼を、通常
の鋼板と同様、高温に加熱した後、熱間圧延する方法に
より製造されていた。しかし、上記方法で製造される耐
候性鋼板は、寒冷地域の溶接構造物に使用すると、溶接
継手部の低温靭性が不充分であるので、その対策として
溶接入熱１３０ＫＪ／ｃｍでの小人熱溶接を余儀無くさ
れ、その結果溶接施工能率の低下を招いている。そのた
め、温暖地域の溶接構造物の場合と同様の入熱量（約５
０ＫＪ／ｃｎ＋）で溶接しても、優れた低温靭性を有す
る溶接継手部が得られる５０Ｋｇｆ／ｍｍ”級耐候性鋼
板の出現が要望されている。

そこで、かかる問題点を解決するため、耐候性調板の製
造方法が種々検討され、その結果熱間圧延後制御冷却す
る方法が開発され、提案されてきた。例えば、特開昭５
７−１４３４２９号公報には、ＣｕやＣｒ等の成分を含
有する鋼を、加熱し、熱間圧延した後、Ａｒ３点以上の
温度から５００〜６５０℃までの温度範囲を３〜１５°
（／ｓｅｃの冷却速度で制御冷却し、その後放冷する５
０にｇｆ／＋ｍ２級耐候性鋼板の製造方法が提示されて
いる。該製造方法によれば、上記制御冷却により鋼板強
度が上昇するので、その上昇量に見合う分だけ含有合金
成分量を減少し得る。従って、溶接後の溶接継手部の島
状マルテンサイト量を減少し得、そのため７容接継手部
の低温靭性を向上し得るようになる。

（発明が解決しようとする問題点） ところが、前記の如き熱間圧延後制御冷却する耐候性鋼
板の製造方法は、集合組織の生成を必ずしも防止し得る
ものではないので、得られる調板は集合＆Ｉｌ織が存在
し、そのため圧延方向と圧延直角方向との超音波伝播速
度の差（以降、音響異方性という）が大きく、正確な超
音波探傷検査が困難であるという問題点が残されている
。即ち、構造物に使用された鋼板を超音波探傷検査する
際、探傷方向により探傷精度が大きく異なり、正確さを
欠くという問題点が解決されていない。

本発明は、このような事情に着目してなされたものであ
って、その目的は従来のものがもつ以上のような問題点
を解消し、音響異方性が小さく、又、溶接継手部の低温
靭性を優れたものにし得る５０Ｋｇｆ／ｍ＋ｍ”級耐候
性鋼板の製造方法を提供しようとするものである。

（問題点を解決するための手段） 上記目的を達成するために本発明は次のような構成の５
０Ｋｇｆ／ｍｓ”級耐候性鋼板の製造方法としている。

即ち、本発明に係る５０Ｋｇｆ／ｍｍ”級耐候性鋼板の
製造方法は、Ｃ：０．０５ｗｔχ未満、　　Ｓｉ：０．
０１〜０．６０ｗｔ％、　　Ｍｎ：０．５〜２．Ｏｗｔ
＄、　　Ｎｂ：０．０３〜０．１０ｗｔ％、Ａ１：０．
０１〜０．１０ｗｔ＄　　Ｃｕ：０．１〜２．Ｏｗｔ％
、　Ｃｒ：０．１〜２．Ｏｗｔズ、　Ｔｉ：０．００５
〜０．０３０ｗｔＸを含有し、残部がＰｅ及び不可避的
不純物からなる鋼を１０５０℃以上の温度に加熱した後
、熱間圧延し、次いで制御冷却する５０Ｋｇｆ／ｖｗ”
級耐候性鋼板の製造方法であって、前記熱間圧延を８５
０℃以上で完了させると共に、しかる後直ちに３〜１５
℃／ｓｅｃの冷却速度で冷却を開始し、５００〜６５０
℃の温度範囲に降下した時点で前記冷却を停止すること
を特徴とする５０にｇｆ／ａｍ”級耐候性鋼板の製造方
法である。

（作　用） 本発明は、種々の組成の綱を加熱した後、種々の条件で
熱間圧延、冷却して５０Ｋｇｆ／ｍｍ”級耐候性鋼板を
製造し、得られた鋼板について音響異方性、及び、溶接
した場合の溶接継手部の低温靭性等を調査し、その結果
得られた下記知見に基づくものである。

即ち、鋼板の音響異方性を小さくするには、集合組織の
生成を卯制すればよく、そのためには熱間圧延の完了温
度を８５０℃以上にすることが必須要件であるという知
見を得た。

溶接継手部の低温靭性を向上するには、島状マルテンサ
イト量を減少させればよく、そのためには鋼中のＣｉを
低減することが最も効果的であり、又、該Ｃ盪低減によ
る強度低下は、Ｎｂを含有させると共に、熱間圧延完了
後５００〜６５０℃の温度範囲までの冷却速度を３〜１
５’ｃ／ｓｅｃにすることにより、補うことができ、５
０にｇｆ／ｍｍ”級の強度を充分に確保し得るという知
見を得た。尚、Ｎｂを含有させると、第２図のＮｂ量と
溶接継手部低１Ｍ靭性との関係に示す如く、Ｃ：０．１
ｈｔχの高ＣｗＪの場合は溶接継手の低温靭性が低下す
るが、前記の如くＣ量を低減した低ＣｔＡの場合は溶接
継手の低温靭性が殆ど低下しないので、前記Ｎｂの添加
は低温靭性の低下を招くことなく強度を上昇し得るもの
であることが判った。

そこで、本発明に係る５０Ｋｇｆ／ｍｍ”級耐候性ｉ仮
の製造方法は、前述したように、鋼中のｃｌを低減して
０．０５ｗｔＸ未満とし、鋼中にＮｂを含有させ、かか
る鋼を加熱後熱間圧延、冷却するに際して、熱間圧延を
８５０℃以上で完了させ、しかる後直ちに３〜１５℃／
ｓｅｅの冷却速度で冷却を開始し、５００〜６５０″Ｃ
の温度範囲に降下した時点で前記冷却を停止するように
している。従って、前記本発明に係る製造方法によれば
、音響異方性が小さく、又、溶接継手部の低温靭性を優
れたものにし得る５０Ｋｇｆ／ｍｍ”級耐候性鋼板が得
られるようになる。

本発明に係る５０Ｋｇｆ／ｌｌ１１１”級耐候性刑板の
製造方法において、鋼ｍ＊を前述の如くした理由を、以
下説明する。Ｃを０．０５ｗｔＸ未満としたのは、０．
０５ｗｔχ超では島状マルテンサイト量の減少効果が充
分でなく、第１図のＣ量と溶接継平部低温靭性との関係
に示す如く、溶接継手部の低温靭性が不充分となるから
である。

Ｎｂを０．０３〜０．１０ｗｔχとしたのは、０　、０
３ｗ　ｔＸ未満ではｃｌ低域による強度低下を補うこと
ができず、第３図のＮｂＷｔと強度との関係に示す如く
強度が不充分となり、Ｏ，ｌｏｗｔＺ超では溶接継手の
低温靭性が低下するからである。

Ｓｉを０．０１〜０．６０ｗｔχとしたのは、０．０１
ｗｔχ未満では製鋼時の脱酸効果が不充分であり、０．
６０ｗｔＸ超では溶接性が低下するからである。　Ｍｎ
を０．５〜２、ＯｗｔＸとしたのは、０．５ｗｔχ未満
では強度が不充分であり、２．ＯｗｔＸ超では溶接性が
低下するからである。Ａ１を０．０１〜０．１０ｗｔＸ
としたのは、０．０１ｗｔＸ未満では製鋼時の脱酸効果
及び結晶粒微細化による靭性向上効果が不充分であり、
０．１０ｗｔχ超では靭性が低下するからである。

Ｃｕを０．１〜２．ＯｗｔＸとしたのは、０．１ｗｔＸ
未満では耐候性が不充分であり、２．ＯｗｔＸ超では耐
候性向上効果が飽和に達すると共に、溶接性が低下する
からである。　Ｃｒを０．１〜２．ＯｗｔＸとした理由
は、上記Ｃｕの場合と同様である。Ｔｉを０．００５〜
０．０３０ｗｔＸとしたのは、０．００５ｗｔ％未満で
は結晶粒微細化による靭性向上効果が不充分であり、０
．０３０ｗｔχ超では鋼板の靭性が劣化するからである
。

又、炭素当量を０．３８Ｘ以下としたのは、０，３８χ
超では溶接性及び溶接継手の低温靭性が劣化するからで
あるｅ　３８炭素当量は、Ｃ十Ｍｎ／６＋Ｓｉ／２４　
十Ｎｉ／４０　＋Ｃｒ１５の式から求められる。尚、後
述する如く更にＭｏ、　Ｖを含有する場合は、Ｃ＋Ｍｎ
／６＋Ｓｉ／２４　＋Ｎｉ／４０　＋Ｃｒ１５＋門ｏ／
４＋Ｖ／４の弐から求められる。

尚、強度をより向上させる必要がある場合は、その必要
に応じてＮｉ、　Ｍｏ又は／及びＶを添加することがで
き、この場合の添加量は下記の如くするとよい、即ち、
Ｎｉは経済性の点から１．０ｗｔ％以下、Ｍｏは１．Ｏ
ｗｔＸ超では溶接性が劣化するので１．０ｗｔＸ以下、
■は０．１ｓｔＸｌでは溶接性が劣化するので０．１−
１％以下とする。又、Ｃａを添加することができ、そう
すると材質の異方性及び耐ラメティア特性をより向上し
得る。但し、該向上効果は０．０００５ｗｔ％以上で認
められ、０　、００４ｗ　ＬＸ超では飽和するので、Ｃ
ａ添加量はＯ，０ＯＱ５〜０．００４ｗｔχとするとよ
い。

本発明に係る５０Ｋｇｆｈ−級耐候性鋼板の製造方法に
おいて、鋼の加熱、熱間圧延、冷却の条件を前述の如く
した理由を、以下説明する。前記鋼の加熱温度を１０５
０”Ｃ以上としたのは、ｌ・０５０℃未満ではＮｂをオ
ーステナイト中へ充分に固溶し得ないので、ＣＩ低減に
よる強度低下を補うというＮｂの強度上昇効果が得られ
ず、そのため強度が不充分となるからである。

熱間圧延の完了温度を８５０℃以上にしたのは、８５０
℃未満にすると集合組織生成を抑制し得す、そのため第
４図の熱間圧延完了温度と音速比との関係に示す如く、
鋼板の音響異方性を評価する指標である鋼の音速比が１
．Ｏｌを超え、超音波探傷精度が悪くなるからである。

熱間圧延完了後、５００〜６５０℃の温度範囲に降下す
る時点までの冷却速度を３〜１５”Ｃ／ｓｅｃにしたの
は、冷却速度に関しては３℃／ｓｅｃ未満ではＣ貴低減
による強度低下を補うという強度上昇効果が得られず、
強度が不充分となり、１５℃／ｓｅｃ超では鋼板の残留
応力が大きくなると共に、平坦度が悪くなるからである
。冷却速度を制御する温度を、５００〜６５０″Ｃまで
としたのは、６５０″Ｃ超にすると充分な強度上昇効果
が得られず、５００℃未満にすると鋼板の残留応力が増
大し、又、平坦度の確保が難しくなるからである。

（実施例） 第１表に実施例に係る鋼の化学成分を示す。該綱をスラ
ブ形状にしたものを、加熱した後、熱間圧延し、次いで
所定温度まで制御冷却し、それ以降は放冷して耐候性鋼
板を製造した。このとき、上記加熱温度、熱間圧延の完
了温度、制御冷却に係る上記所定温度（以降、制御冷却
の停止温度という）及び冷却速度を変化させた。これら
の製造条件を第２表に示す。

上記耐候性鋼板について耐力及び引張強さ、及び、衝撃
遷移温度を求め、又、音速比を調べた。

又、入熱Ｉ：５０にＪ／ｃｓでサブマージアーク溶接し
て溶接継手を製作し、該継手からｖ字状ノツチを有する
衝撃試験片を作り、−４０℃で衝撃試験を行い、吸収エ
ネルギー即ちＶＥ値を求めた。尚、上記ノツチは溶接熱
影響部に設けた。これらの試験結果を第３表に示す。

上記第１〜３表から判る如く、実験Ｎｏ、　１〜８のも
のは、本発明に係る５０Ｋｇｆ／ｍ＋ｓ”級耐候性鋼板
の製造方法により得られた耐候性鋼板であり、本発明の
実施例に係るものである。いづれも、引張強さは５０Ｋ
ｇｆ／ｍｓ”以上である。音速比は１．０１以下であり
、優れた探傷精度で正確な超音波探傷検査をし得るもの
になっている。又、溶接継手の一４０″ＣでのＶＥ値は
、７．６〜１０．３であり、寒冷地域の溶接構造物とし
て必要なＶＥ値（４，８Ｋｇｆ・−以上〉を充分に満足
しており、溶接継手部の低温靭性が極めて優れている。

これらに対し、実験Ｎ００９〜１５のものは、上記実施
例に係るものと比較するために行った比較例に係るもの
である。実験Ｎ００９のものは、鋼のｃｌが０．１０　
ｗｔＸであって０．０５ｗｔＸ超であるため、又、実験
Ｎｏ、１１のものは、炭素当量が０．３８２超の０．４
７９！であるため、ＶＥ値が極めて低く、溶接継手部の
低温靭性が不充分である。

実験Ｎｏ、　１０のものは、鋼のＮｂ量が少ないため、
又、実験Ｎｏ、１３のものは、加熱温度が低くＮｂの強
度上昇効果が発揮されていないため、引張強さが５０Ｋ
ｇｆ／ｍｓ”未満であり、５０Ｋｇｆ／ｍｓ”級耐候性
鋼板として強度が不充分である。

実験Ｎｏ、１４のものは制御冷却の停止温度が６５０℃
超であるため、又、実験Ｎｏ、１５のものは、制御冷却
時の冷却速度が３℃／ｓｅｅ未満であるため、強度が不
充分である。

実験Ｎｏ、１２のものは熱間圧延の完了温度が８５０℃
未満であるため音速比が１．０１を超えており、超音波
探傷精度が悪い材料になっている。

第 表 （以下、余白） 第 表 第 ３ 表 （以下、余白） （発明の効果） 本発明に係る５０Ｋｇｆ／ｍｓ”級耐候性鋼板の製造方
法によれば、音響異方性が小さく、又、溶接継手部の低
温靭性を優れたものにし得る５０にｇｆ／ｗｍ”級耐候
性鋼板を製造し得るようになる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、Ｃｕ：０．３５ｗｔχ−Ｃｒ：０．５０ｗｔ
χ−Ｎｂ：０．０３ｗｔχ鋼についてのＣ量と溶接継平
部低温靭性との関係を示す図、第２図は、Ｃ：０．０３
ｗｔＸ−Ｃｕ：０．３５ｗｔ１−Ｃｒ：０．５０ｗｔχ
鋼及びＣ：０．１０ｗｔＸ−Ｃｕ：０．３５ｗｔχ−Ｃ
ｒ：０．５０ｗｔｚ鋼についてのＮｂ１ｉと溶接継平部
低温靭性との関係を示す図、第３図は、Ｃ：０．０３ｗ
ｔＺ−Ｃｕ：０．３５ｗｔχ−Ｃｒ：０．５０ｗｔ＄ｇ
についてのＮｂ１ｌと引張強さとの関係を示す図、第４
図は、Ｃ：０．０３ｗｔχ−Ｃｕ：０．３５ｗｔχ−Ｃ
ｒ：０．５０ｗｔχ−Ｎｂ：０．０３５ｗｔＸ１ｇｉに
ついての熱間圧延完了温度と音速比との関係を示す図で
ある。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）Ｃ：０．０５ｗｔ％未満、Ｓｉ：０．０１〜０．
   ６０ｗｔ％、Ｍｎ：０．５〜２．０ｗｔ％、Ｎｂ：０．
   ０３〜０．１０ｗｔ％、Ａｌ：０．０１〜０．１０ｗｔ
   ％、Ｃｕ：０．１〜２．０ｗｔ％、Ｃｒ：０．１〜２．
   ０ｗｔ％、Ｔｉ：０．００５〜０．０３０ｗｔ％を含有
   し、炭素当量が０．３８％以下で、残部がＦｅ及び不可
   避的不純物からなる鋼を１０５０℃以上の温度に加熱し
   た後、熱間圧延し、次いで制御冷却する５０Ｋｇｆ／ｍ
   ｍ＾２級耐候性鋼板の製造方法であって、前記熱間圧延
   を８５０℃以上で完了させると共に、しかる後直ちに３
   〜１５℃／ｓｅｃの冷却速度で冷却を開始し、５００〜
   ６５０℃の温度範囲に降下した時点で前記冷却を停止す
   ることを特徴とする５０Ｋｇｆ／ｍｍ＾２を級耐候性鋼
   板の製造方法。