JPH03219046A - 大入熱溶接継手靭性の優れた非調質鋼板及びその製造方法 - Google Patents
大入熱溶接継手靭性の優れた非調質鋼板及びその製造方法Info
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- JPH03219046A JPH03219046A JP27855790A JP27855790A JPH03219046A JP H03219046 A JPH03219046 A JP H03219046A JP 27855790 A JP27855790 A JP 27855790A JP 27855790 A JP27855790 A JP 27855790A JP H03219046 A JPH03219046 A JP H03219046A
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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。
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、低温環境での大入熱溶接時にも溶接熱影響部
(以下)1^Zと慣す)の靭性及び鋼材自身の靭性(以
下母材靭性と榊す)、つまり継手靭性の倭れた溶接構造
用の非調質鋼板とその製造方法に関するものである。
(以下)1^Zと慣す)の靭性及び鋼材自身の靭性(以
下母材靭性と榊す)、つまり継手靭性の倭れた溶接構造
用の非調質鋼板とその製造方法に関するものである。
〈従来の技術〉
近年、海洋構造物、船舶、貯蔵タンク等の大型構造物に
使用される溶接構造用鋼の材質特性に対する要望は厳し
さを増しており、破壊がもたらす被害の大きさ及び社会
不安の大きさから、鋼材自身の靭性と同時に、HAZの
靭性の要求も厳しさを増している。
使用される溶接構造用鋼の材質特性に対する要望は厳し
さを増しており、破壊がもたらす被害の大きさ及び社会
不安の大きさから、鋼材自身の靭性と同時に、HAZの
靭性の要求も厳しさを増している。
例えば、−50℃の液化ガスを貯蔵するタンク用鋼材に
対するHAZの靭性の要求値として、−55℃における
ンヤルピー試験における吸収エネルギーが50J以上で
あることが求められている。
対するHAZの靭性の要求値として、−55℃における
ンヤルピー試験における吸収エネルギーが50J以上で
あることが求められている。
さらに、その際、溶接の効率化のために、フランクスー
銅バッキング溶接のような片面1パス溶接法や、エレク
トロガス熔接法のような大入熱溶接法が適用される。
銅バッキング溶接のような片面1パス溶接法や、エレク
トロガス熔接法のような大入熱溶接法が適用される。
これに対し従来から、鋼材の)IAZの靭性に注目した
提案は数多くある。
提案は数多くある。
例えば、鉄と鋼第65年(1979)第8号102頁か
ら111頁に’50kgf/as”縁高張力鋼板の大入
熱溶接熱影響部の靭性におよぼすTiおよびNIJの影
響」と題して、Ti及びNを適当な範囲に制御し、Ti
Nを数多く析出させることによりHAZの組織を微細な
フェライトパーライト組織とする方法が記載されている
。
ら111頁に’50kgf/as”縁高張力鋼板の大入
熱溶接熱影響部の靭性におよぼすTiおよびNIJの影
響」と題して、Ti及びNを適当な範囲に制御し、Ti
Nを数多く析出させることによりHAZの組織を微細な
フェライトパーライト組織とする方法が記載されている
。
この方法を実施するには、Ti量を0.015z程度と
し、Nllを0.0050χ程度とする必要がある。
し、Nllを0.0050χ程度とする必要がある。
しかしこの方法により得られる靭性はO′C程度の保証
であり、近年の要求である一55℃の靭性保証を満たす
ものではない。
であり、近年の要求である一55℃の靭性保証を満たす
ものではない。
また、特開昭58−110658号公報等に開示される
ように、S、N、B、Tiの含有量を一定範囲に規定す
ることによって以下に示す理由によりHAZの靭性を向
上させる方法がある。
ように、S、N、B、Tiの含有量を一定範囲に規定す
ることによって以下に示す理由によりHAZの靭性を向
上させる方法がある。
つまり、Sは鋼中ではMnSで存在し、溶接熱サイクル
を受けてその一部を溶解するが、冷却中に微細なMnS
となって析出し、その回りにBNを固定することによっ
て靭性を向上するので、一定量を含有する必要があるが
、多すぎると溶接熱での溶解が困難となり、少なすぎる
と効果が発揮されないため、添加範囲は0.0005〜
0.0030χに規制されている。
を受けてその一部を溶解するが、冷却中に微細なMnS
となって析出し、その回りにBNを固定することによっ
て靭性を向上するので、一定量を含有する必要があるが
、多すぎると溶接熱での溶解が困難となり、少なすぎる
と効果が発揮されないため、添加範囲は0.0005〜
0.0030χに規制されている。
Nは、■Nを低下させることによって、溶接冷却時に転
位密度が低下して強度を低下させることでフェライト地
そのものの靭性を向上させる。
位密度が低下して強度を低下させることでフェライト地
そのものの靭性を向上させる。
■Nは、オーステナイト安定化元素であるために焼入れ
性を増して島状マルテンサイトを増加させる。従って低
N化によって島状マルテンサイトが減少し靭性が向上す
る。
性を増して島状マルテンサイトを増加させる。従って低
N化によって島状マルテンサイトが減少し靭性が向上す
る。
とする2つの理由から、低い含有量はど靭性が向上する
とされ、0.004Z以下に規制されている。
とされ、0.004Z以下に規制されている。
Bは、■Bの化合物は高温度の溶接熱を受けて鋼中に溶
解するが、冷却中に析出してセメンタイトの核となって
残留オーステナイトよりのパーライト変態を促進し、島
状マルテンサイトの析出を阻止することによって靭性を
向上する。
解するが、冷却中に析出してセメンタイトの核となって
残留オーステナイトよりのパーライト変態を促進し、島
状マルテンサイトの析出を阻止することによって靭性を
向上する。
■Bの一部がフリーBとなって粒界に偏析し、粒界フェ
ライトの生成温度を下げ、粒内変態を促進し、破壊の有
効破面単位を短縮させ、靭性を改善する。
ライトの生成温度を下げ、粒内変態を促進し、破壊の有
効破面単位を短縮させ、靭性を改善する。
■Bは溶接後の冷却中にBN化して鋼中のフリー窒素を
低減し脆化を防止する。
低減し脆化を防止する。
とする3つの要因からHAZの靭性を向上させるために
有効な成分とされ、0.00057以上添加することが
必要であるが、過剰の含有はBの析出物を多くして靭性
を劣化させるため、上限を0.0020Zに規制されて
いる。
有効な成分とされ、0.00057以上添加することが
必要であるが、過剰の含有はBの析出物を多くして靭性
を劣化させるため、上限を0.0020Zに規制されて
いる。
Tiは、窒化物によるオーステナイト粒の微細化及びフ
ェライトの核生成サイトとして用いられ、多量に添加す
ると溶接時に溶融し、冷却時に炭化物が析出することに
より靭性の低下を引き起こすことがあるので、0.00
3〜0.02!の微量の添加に抑えられている。
ェライトの核生成サイトとして用いられ、多量に添加す
ると溶接時に溶融し、冷却時に炭化物が析出することに
より靭性の低下を引き起こすことがあるので、0.00
3〜0.02!の微量の添加に抑えられている。
以上により、固溶Nによる靭性低下を抑制し、さらに)
IAZの粗大オーステナイト粒内にフェライトを生成さ
せることにより靭性を向上させているのであるが、得ら
れる靭性は、−30℃保証であって近年の要求である一
55℃の靭性保証を満たすものではない。
IAZの粗大オーステナイト粒内にフェライトを生成さ
せることにより靭性を向上させているのであるが、得ら
れる靭性は、−30℃保証であって近年の要求である一
55℃の靭性保証を満たすものではない。
また、住友金属Vo1.40(1988)No、lの3
9頁から47頁の[大人熱溶接用高張力鋼板の開発」に
記載されるように、Ca及びTiを添加した鋼において
、AIとBとN量を一定範囲とすることでHAZの靭性
を向上する方法がある。
9頁から47頁の[大人熱溶接用高張力鋼板の開発」に
記載されるように、Ca及びTiを添加した鋼において
、AIとBとN量を一定範囲とすることでHAZの靭性
を向上する方法がある。
この際、AI量は少ないほど良< 0.01%以下、N
量1!50ppm程度、B ハ0.0015〜0.00
28z程度にする必要があるとしている。
量1!50ppm程度、B ハ0.0015〜0.00
28z程度にする必要があるとしている。
この方法は、■TiN 、 BN及びCaO析出粒子の
微細分散によるHAZのオーステナイト粒粗大化の防止
及びフェライト変態促進効果と、■溶接後の冷却時に析
出する8Nの固溶Nの低減効果を活用し、−60℃での
HAZの靭性を保証している。このHAZの組織は、フ
ェライトパーライト組織である。
微細分散によるHAZのオーステナイト粒粗大化の防止
及びフェライト変態促進効果と、■溶接後の冷却時に析
出する8Nの固溶Nの低減効果を活用し、−60℃での
HAZの靭性を保証している。このHAZの組織は、フ
ェライトパーライト組織である。
〈発明が解決しようとする課題〉
上記特開昭58−110658号公報に開示されるよう
な鋼板を溶接した場合、常に安定したHAZの靭性が得
られるとは限らないことを知見した。
な鋼板を溶接した場合、常に安定したHAZの靭性が得
られるとは限らないことを知見した。
本発明者等はこの原因について調査し、開示された成分
を有する鋼板でも、HAZにおいて開示された組織が得
られない場合がをり、これによって11AZの靭性が安
定しないことを突き止めた。
を有する鋼板でも、HAZにおいて開示された組織が得
られない場合がをり、これによって11AZの靭性が安
定しないことを突き止めた。
また、住友金属Vol 、40(1988)No、 1
の39頁から47真の[大入熱溶接用高張力鋼板の開発
」に記載される方法では、AI量が少ないため、母材組
織の細粒化に有効なAINの有効活用ができず、母材靭
性が著しく低下して一55℃の靭性保証ができない場合
があることを知見した。
の39頁から47真の[大入熱溶接用高張力鋼板の開発
」に記載される方法では、AI量が少ないため、母材組
織の細粒化に有効なAINの有効活用ができず、母材靭
性が著しく低下して一55℃の靭性保証ができない場合
があることを知見した。
本発明はこれ等の現状を踏まえ、前記の大型溶接構造物
の母材及びHAZの両方の位置で要求されている靭性を
安定して満足させる非U4質鋼板を捷供することを課題
とするものである。
の母材及びHAZの両方の位置で要求されている靭性を
安定して満足させる非U4質鋼板を捷供することを課題
とするものである。
く課題を解決するための手段〉
本発明は上記の課題を解決するために、(1)重量%で
、 C: 0.02〜0.16Z Si :≦0.7
χMn : 0,5〜1.6χ S : 0.0
010〜0.0030ZAl : 0.010〜0.0
60! Ti : 0.005〜0.012ZN
: 0.0040〜0.0060%B : 0.000
5〜0.0015Zを含有し、かつ 0.0020≧N−T i/3.4−B×1.3 ≧0
を満たし、残部が鉄及び不可避的不純物からなることを
特徴とする大入熱溶接継手靭性の優れた非調質鋼板を第
1の手段とし、 (2)重量%で、 C: 0.02〜0.16χ Si:≦0.7χM
n : 0.5〜1.6Z S : 0.00
10〜0.0030zAl : 0.OfO〜0.06
0! Ti : 0.005〜0.012%N :
0.0040〜0.0060″Z B : 0.0
005〜0.0015Zを含有し、さらに、 Cu : ≦1.00! Nt ’≦1.
00zのうち1種または2種を含有し、がっ 0.0020≧N−T i/3.4−B×1.3 ≧
Oを満たし、残部が鉄及び不可避的不純物からなること
を特徴とする大入熱溶接継手靭性が優れた非調質鋼板を
第2の手段とし、 (3)重量%で、 C: Q、02〜0.16Z St : ≦0.
1%Mn : 0.5〜1.6Z S : 0
.0010〜0.0030ZAl : 0.010〜0
.060%Ti : 0.005〜0.012%N :
0.0040−0.0060Z B : 0.00
05〜0.0015zを含有し、かつ 0.0020≧N −T i /3.4− B X 1
.3 ≧0を満たし、残部が鉄及び不可避的不純物から
なる綱片を1000℃以上1250℃未満に加熱した後
、下記の条件で定まる鋼板表面温度が760℃以上A℃
以下の温度範囲内で圧下率40%以上の仕上げ圧延を行
ごとを特徴とする大入熱溶接継手靭性の優れた非調質鋼
板の製造方法を第3の手段とし、仕上板厚(lIIm)
< 16m+mの場合A ℃= 900− (50/
8) x仕上板r¥(墓■)I士上板厚(1腸)216
層層の場合 A℃=800 (4)重量%で、 C: 0.02〜0.16Z Si : ’;
0.1’)。
、 C: 0.02〜0.16Z Si :≦0.7
χMn : 0,5〜1.6χ S : 0.0
010〜0.0030ZAl : 0.010〜0.0
60! Ti : 0.005〜0.012ZN
: 0.0040〜0.0060%B : 0.000
5〜0.0015Zを含有し、かつ 0.0020≧N−T i/3.4−B×1.3 ≧0
を満たし、残部が鉄及び不可避的不純物からなることを
特徴とする大入熱溶接継手靭性の優れた非調質鋼板を第
1の手段とし、 (2)重量%で、 C: 0.02〜0.16χ Si:≦0.7χM
n : 0.5〜1.6Z S : 0.00
10〜0.0030zAl : 0.OfO〜0.06
0! Ti : 0.005〜0.012%N :
0.0040〜0.0060″Z B : 0.0
005〜0.0015Zを含有し、さらに、 Cu : ≦1.00! Nt ’≦1.
00zのうち1種または2種を含有し、がっ 0.0020≧N−T i/3.4−B×1.3 ≧
Oを満たし、残部が鉄及び不可避的不純物からなること
を特徴とする大入熱溶接継手靭性が優れた非調質鋼板を
第2の手段とし、 (3)重量%で、 C: Q、02〜0.16Z St : ≦0.
1%Mn : 0.5〜1.6Z S : 0
.0010〜0.0030ZAl : 0.010〜0
.060%Ti : 0.005〜0.012%N :
0.0040−0.0060Z B : 0.00
05〜0.0015zを含有し、かつ 0.0020≧N −T i /3.4− B X 1
.3 ≧0を満たし、残部が鉄及び不可避的不純物から
なる綱片を1000℃以上1250℃未満に加熱した後
、下記の条件で定まる鋼板表面温度が760℃以上A℃
以下の温度範囲内で圧下率40%以上の仕上げ圧延を行
ごとを特徴とする大入熱溶接継手靭性の優れた非調質鋼
板の製造方法を第3の手段とし、仕上板厚(lIIm)
< 16m+mの場合A ℃= 900− (50/
8) x仕上板r¥(墓■)I士上板厚(1腸)216
層層の場合 A℃=800 (4)重量%で、 C: 0.02〜0.16Z Si : ’;
0.1’)。
Mn : 0.5〜1.6zS : 0.0010−0
.0030zAl : 0.010〜0.060Z
Ti : 0.005〜0.012zN : 0.0
0,10〜0.0060Z B : 0.0005
〜0.0015zを含有し、さらに、 Cu : ≦1.00Z Ni : ≦1.
00zのうら1種または2種を含有し、がっ 0.0020≧N −T i /3.4− B X 1
.3 ≧0を満たし、残部が鉄及び不可避的不純物から
なる鋼片を1000℃以上1250℃未満に加熱した後
、下記の条件で定まるmFi表面温度が160”C以上
A℃以下の温度範囲内で圧下率40%以上の仕上げ圧延
を行うことを特徴とする大人熱溶接継手靭性の優れた非
調質鋼板の製造方法を第4の手段とするものである。
.0030zAl : 0.010〜0.060Z
Ti : 0.005〜0.012zN : 0.0
0,10〜0.0060Z B : 0.0005
〜0.0015zを含有し、さらに、 Cu : ≦1.00Z Ni : ≦1.
00zのうら1種または2種を含有し、がっ 0.0020≧N −T i /3.4− B X 1
.3 ≧0を満たし、残部が鉄及び不可避的不純物から
なる鋼片を1000℃以上1250℃未満に加熱した後
、下記の条件で定まるmFi表面温度が160”C以上
A℃以下の温度範囲内で圧下率40%以上の仕上げ圧延
を行うことを特徴とする大人熱溶接継手靭性の優れた非
調質鋼板の製造方法を第4の手段とするものである。
仕上板厚(”m) < 16nr@の場合A ℃= 9
00− (50/8) x仕上板厚(m+*)仕上板厚
(IIIIl)≧16m+sの場合A′C=800 本発明においてC,Si、 Mn、 5SAl、Cu、
Niの添加量と添加理由は、通常の溶接構造用鋼が所
要の材質を得るために従来から5業分野での使用で確認
されている作用・効果の関係を基に、例えば特開昭58
−110658号公報に記載され、以下に示す添加量と
添加理由の通りである。
00− (50/8) x仕上板厚(m+*)仕上板厚
(IIIIl)≧16m+sの場合A′C=800 本発明においてC,Si、 Mn、 5SAl、Cu、
Niの添加量と添加理由は、通常の溶接構造用鋼が所
要の材質を得るために従来から5業分野での使用で確認
されている作用・効果の関係を基に、例えば特開昭58
−110658号公報に記載され、以下に示す添加量と
添加理由の通りである。
Cは鋼の強度を向上するために使用し、用途上の必要強
度から0.02!を下限量とし、HAZの靭性の劣化か
ら0.16χを上限としている。
度から0.02!を下限量とし、HAZの靭性の劣化か
ら0.16χを上限としている。
またSiは、溶鋼の予備脱酸のために添加しているが、
HAZの靭性が低下するのを防止するために0.7zを
上限としている。
HAZの靭性が低下するのを防止するために0.7zを
上限としている。
Mnは、鋼材の強度を向上する成分として添加するため
0.5Z以上の添加が必要であり、過剰な含有量ではI
IAZの靭性が低下するため、1.6Zを上限としてい
る。
0.5Z以上の添加が必要であり、過剰な含有量ではI
IAZの靭性が低下するため、1.6Zを上限としてい
る。
またSの限定理由は、特開昭58−110658号公報
と同じであるが、少なすぎても効果が得られないことか
ら、下限値を0.0010χとしている。
と同じであるが、少なすぎても効果が得られないことか
ら、下限値を0.0010χとしている。
A1は、溶鋼の脱酸のため必要であり、またAINの活
用によって母材靭性を向上させるためにも、0.01!
以上の添加が必要であり、Siと同様な作用効果から0
.06%以下に規制している。
用によって母材靭性を向上させるためにも、0.01!
以上の添加が必要であり、Siと同様な作用効果から0
.06%以下に規制している。
また強度と靭性の向上のため、必要に応じてCuかNi
の何れか、或いはCuとNiの両者を添加することは可
能である。しかしCu、 Ni共に、過剰に添加すると
!IAZの靭性が低下するため、それぞれ1.0zを上
限としている。
の何れか、或いはCuとNiの両者を添加することは可
能である。しかしCu、 Ni共に、過剰に添加すると
!IAZの靭性が低下するため、それぞれ1.0zを上
限としている。
〈作用〉
本発明者等は、前記した本発明の課題を達成するため、
次記する化学成分を有する通常の構造用鋼を用いて種々
実験検討を繰り返し第1図から第5図の知見を得た。
次記する化学成分を有する通常の構造用鋼を用いて種々
実験検討を繰り返し第1図から第5図の知見を得た。
供試鋼の成分(重量%)
C: 0.08%Si :0.257 Mn: 1.
40Z P : 0.007zS : 0.002z
Al : 0.005〜0.060%Ti : 0.0
03〜0.020Z B : 0.0003〜0.0
020XN : 0.0020〜0.0070!実験の
結果、本発明者等はN量が少ない場合にHAZで靭性の
低下が起こることを知見した。
40Z P : 0.007zS : 0.002z
Al : 0.005〜0.060%Ti : 0.0
03〜0.020Z B : 0.0003〜0.0
020XN : 0.0020〜0.0070!実験の
結果、本発明者等はN量が少ない場合にHAZで靭性の
低下が起こることを知見した。
また、N量が少ない場合には、Tiの窒化物の生成量が
少ないためフェライト変態が促進されず、特開昭58−
110658号公報に開示された靭性の良好な組織が得
られないことが靭性低下の原因であることを見出した。
少ないためフェライト変態が促進されず、特開昭58−
110658号公報に開示された靭性の良好な組織が得
られないことが靭性低下の原因であることを見出した。
さらに発明者等は、)IAZの靭性に及ぼすN量の影響
について研究を重ね、N量を増加させるとTiの窒化物
が増加し、粒内変態を促進することによって前記のB及
びSによる靭性の向上効果をさらに助長させることを知
見した。
について研究を重ね、N量を増加させるとTiの窒化物
が増加し、粒内変態を促進することによって前記のB及
びSによる靭性の向上効果をさらに助長させることを知
見した。
つまりNの添加量を0.00407以上に増加すること
により、特開昭58−110658号公報に開示された
ように、島状マルテンサイトは若干増加するが、上記の
靭性向上効果の方が大きいため、HAZの靭性が向上し
、N量が0.0060Zを越えると、固溶Nによる脆化
の方が大きくなり靭性が低下することを見出した。
により、特開昭58−110658号公報に開示された
ように、島状マルテンサイトは若干増加するが、上記の
靭性向上効果の方が大きいため、HAZの靭性が向上し
、N量が0.0060Zを越えると、固溶Nによる脆化
の方が大きくなり靭性が低下することを見出した。
上記の実験結果を纏めたのが第1図から第3図で、各図
カラ本発明者等ハ、Ti :0.005〜0.012L
N:0.00110〜0.0060Z 、 B : 0
.0005〜0.0015! ノ場合にHAZ靭性が安
定することを見出した。
カラ本発明者等ハ、Ti :0.005〜0.012L
N:0.00110〜0.0060Z 、 B : 0
.0005〜0.0015! ノ場合にHAZ靭性が安
定することを見出した。
この際得られる)IAZの組織は、粗大なオーステナイ
トの粒界に塊状のフェライトが生成し、粒内に粒内変態
フェライトが見られる組織であり、前記の鉄と鋼第65
年(1979)第8号102頁から111頁のr50k
gf/■麿2級高張力鋼板の大入熱溶接熱影響部の靭性
におよぼすTiおよびN量の影響」、さらニ住友金属V
ol 、40(198B)No、 117)39頁から
47頁に記載の「大人熱溶接用高張力鋼板の開発」に示
されているフェライトパーライトとは異なることを知見
した。
トの粒界に塊状のフェライトが生成し、粒内に粒内変態
フェライトが見られる組織であり、前記の鉄と鋼第65
年(1979)第8号102頁から111頁のr50k
gf/■麿2級高張力鋼板の大入熱溶接熱影響部の靭性
におよぼすTiおよびN量の影響」、さらニ住友金属V
ol 、40(198B)No、 117)39頁から
47頁に記載の「大人熱溶接用高張力鋼板の開発」に示
されているフェライトパーライトとは異なることを知見
した。
また住友金属Vo1.40(1988)No、 lの3
9頁から47頁の[大入熱溶接用高張力鋼板の開発」で
は、AI量が多くなるとHAZ内でも溶接ボンド(溶接
境界=weld 1nterface)から離れた位置
の靭性が低下することが記載されている。
9頁から47頁の[大入熱溶接用高張力鋼板の開発」で
は、AI量が多くなるとHAZ内でも溶接ボンド(溶接
境界=weld 1nterface)から離れた位置
の靭性が低下することが記載されている。
さらにその原因は、溶接ボンドから離れた位置では溶接
時の加熱温度が低いためにTiN及びAINの再固溶が
ほとんどなくBが固溶Bとして多く存在して焼入性を向
上することにより靭性を低下させると推定している。
時の加熱温度が低いためにTiN及びAINの再固溶が
ほとんどなくBが固溶Bとして多く存在して焼入性を向
上することにより靭性を低下させると推定している。
しかし窒化物の生成のしやすさは、Ti、 B、、AI
の順であり、Ti及びBと等価以上のNが存在すれば、
AI量が多くてもBをBNとして固定でき、上記の靭性
の低下を防止できることを見出した。
の順であり、Ti及びBと等価以上のNが存在すれば、
AI量が多くてもBをBNとして固定でき、上記の靭性
の低下を防止できることを見出した。
そこで、本発明者等は本実験における上記Ti1N、B
量の範囲における該Ti、 N、 B量のバランス条件
を調査したところ、上記したTi、 N、 B量が、 N −Ti/3.4− B X 1.3 ≧0の関係
にあれば、第4図に示す如(、IIAZから離れた位置
の靭性低下の発生が避けられ、0.0020≧N −T
i/3.4−B X 1.3を超えると第5図に示す如
く、固溶NによるHAZの靭性低下が発生することを見
出した。
量の範囲における該Ti、 N、 B量のバランス条件
を調査したところ、上記したTi、 N、 B量が、 N −Ti/3.4− B X 1.3 ≧0の関係
にあれば、第4図に示す如(、IIAZから離れた位置
の靭性低下の発生が避けられ、0.0020≧N −T
i/3.4−B X 1.3を超えると第5図に示す如
く、固溶NによるHAZの靭性低下が発生することを見
出した。
一方、鋼材にはHAZの靭性向上と共に、母材靭性が必
要なことは言うまでもない。その場合、母材靭性で一5
5℃での靭性保証を行うには、線状加熱加工等による若
干の靭性低下を考慮すると、実用上からは保証温度−2
0℃程度の余裕が必要である。
要なことは言うまでもない。その場合、母材靭性で一5
5℃での靭性保証を行うには、線状加熱加工等による若
干の靭性低下を考慮すると、実用上からは保証温度−2
0℃程度の余裕が必要である。
そこで本発明者等は、高いI(AZの靭性を示す鋼材の
製造条件の中で母材靭性に最も影響の大きい圧延条件に
ついて研究を進め、非常に高い母材靭性が得られる下記
条件を見出した。
製造条件の中で母材靭性に最も影響の大きい圧延条件に
ついて研究を進め、非常に高い母材靭性が得られる下記
条件を見出した。
一般的に鋼材は、低温で大きな圧下を加えると母材靭性
が向上することが知られている。
が向上することが知られている。
そこで、本発明の成分を有する鋼板について、鋼板表面
を含むシャルピー試験片と板厚中心、つまりt/2を含
むシャルピー試験片を準備し、低温での圧延条件の実験
・検討を重ね、第6図〜第9図に示す知見を得た。
を含むシャルピー試験片と板厚中心、つまりt/2を含
むシャルピー試験片を準備し、低温での圧延条件の実験
・検討を重ね、第6図〜第9図に示す知見を得た。
第6図は、仕上圧延温度に関する知見である。
第6図より、板厚の違いによっても、また同し板厚でも
、板厚表面部と板厚中央部(t/2)で最適な圧延開始
温度が異なることが判明した。
、板厚表面部と板厚中央部(t/2)で最適な圧延開始
温度が異なることが判明した。
これにより、鋼板内部を熱伝導により伝わる熱量よりも
、鋼板表面から放出される熱量の方が大きいため、通常
、鋼板内部に比べ鋼板表面の温度の方が低いが、一方、
圧延中の鋼板の温度は、鋼板表面でしか測定出来ないこ
とにより、鋼板の板厚が厚い程表面と内部の温度差が大
きくなり、この差で母材靭性に差が生じることを知見し
た。
、鋼板表面から放出される熱量の方が大きいため、通常
、鋼板内部に比べ鋼板表面の温度の方が低いが、一方、
圧延中の鋼板の温度は、鋼板表面でしか測定出来ないこ
とにより、鋼板の板厚が厚い程表面と内部の温度差が大
きくなり、この差で母材靭性に差が生じることを知見し
た。
この知見に基づき、表面温度で圧延条件を制御する場合
に、板厚により調整が必要な圧延温度について、種りの
試験を行い第7図を得た。
に、板厚により調整が必要な圧延温度について、種りの
試験を行い第7図を得た。
この図から仕上開始温度(表面温度)は次記の温度とす
ることが必要であることを知見した。
ることが必要であることを知見した。
仕上板厚(+am) < 161の場合A ’c =
900− (50/8) x仕上板厚(■璽)仕上板厚
(++m)2165mの場合 A℃=800 第8図は、仕上圧延終了温度に関する知見である。
900− (50/8) x仕上板厚(■璽)仕上板厚
(++m)2165mの場合 A℃=800 第8図は、仕上圧延終了温度に関する知見である。
仕上圧延終了温度に関しては板厚に関係なく、760”
C未満になると板厚表面付近に加工組織ができて、靭性
が低下することが判明した。
C未満になると板厚表面付近に加工組織ができて、靭性
が低下することが判明した。
この知見に従って仕上圧延終了温度は760℃以上とし
た。
た。
第9図は、仕」−圧延における圧下率の効果に関する知
見である。
見である。
圧下率の増加により母材靭性は向上するが、40%以上
の圧下率があれば、本発明が対象とする用途での要望を
十分に満足する靭性が得られることが判明した。
の圧下率があれば、本発明が対象とする用途での要望を
十分に満足する靭性が得られることが判明した。
また、圧延前加熱温度が1000〜1250℃の時に、
上記の効果が最良となることを知見した。
上記の効果が最良となることを知見した。
さらに、仕上圧延後に、強度増加のために制御冷却を行
っても、上記の圧延による母材靭性の向上効果は損なわ
れないことを知見した。
っても、上記の圧延による母材靭性の向上効果は損なわ
れないことを知見した。
本発明は上記知見を基になされたものである。
〈実施例〉
表1に、本発明鋼と比較鋼の成分、及び加熱条件と圧延
条件、並びに大入熱溶接時の母材靭性と!(^2靭性を
示す。
条件、並びに大入熱溶接時の母材靭性と!(^2靭性を
示す。
No、1〜16迄は本発明鋼である。何れも母材靭性の
vTrsは一75℃以下で、HAZ靭性は一55℃で5
0J以上の優れた特性を示した。
vTrsは一75℃以下で、HAZ靭性は一55℃で5
0J以上の優れた特性を示した。
No、17〜29は比較鋼であり、No、17〜26は
成分が範囲外のもの、No、27〜29は圧延条件が範
囲外のものである。
成分が範囲外のもの、No、27〜29は圧延条件が範
囲外のものである。
No、17〜23迄は何れも一55℃で50J未溝の溶
接継手靭性しか得られなかった。
接継手靭性しか得られなかった。
No24〜26は、
N −Ti/3.4− B X 1.3が負のものは、
溶接ボンドから離れた位置のHAZ靭性が低く、 N −Ti/3.4−B X 1.3 が0.0020を超えるものは)IAZの靭性が低かっ
た。
溶接ボンドから離れた位置のHAZ靭性が低く、 N −Ti/3.4−B X 1.3 が0.0020を超えるものは)IAZの靭性が低かっ
た。
No、27〜29は、溶接継手の靭性は良好であったが
、母材靭性は低かった。
、母材靭性は低かった。
〈発明の効果〉
本発明は、上記した手段で上記した作用を生ぜしめ、海
洋構造物、船舶、貯蔵タンク等の大型溶接構造物の破壊
に対する厳しい母材靭性とHAZ靭性の要求に応える鋼
板とその製造方法を提供するもので、この種の産業分野
にもたらす効果は極めて大きく、構造物に高い安全性と
快適さを確保し保証する等社会に対する貢献も格段に大
きい。
洋構造物、船舶、貯蔵タンク等の大型溶接構造物の破壊
に対する厳しい母材靭性とHAZ靭性の要求に応える鋼
板とその製造方法を提供するもので、この種の産業分野
にもたらす効果は極めて大きく、構造物に高い安全性と
快適さを確保し保証する等社会に対する貢献も格段に大
きい。
第1図は一55℃でのIIAZ靭性とN量の関係を示し
、第2図は一55℃でのIIAZ靭性とTi量の関係を
示し、第3図は一55℃でのIIAZ靭性とB量の関係
を示したものである。 第4図はN−Ti/3.4−BX 1.3と一55℃で
の溶接ボンドから離れた位置のIIAZ靭性の関係を示
し、第5図はN−Ti/3.4−B X l 、3と一
55℃でのIIAZ靭性の関係を示したものである。 第6図は表面温度で示した鋼板の仕上圧延開始温度と母
材靭性の関係を示し、第7図は仕上圧延開始温度と母材
靭性の関係を仕上板厚別に示し、第8図は仕上圧延終了
温度と母材靭性の関係を示し、第9図は仕上圧延の圧下
率と母材靭性の関係を示す。
、第2図は一55℃でのIIAZ靭性とTi量の関係を
示し、第3図は一55℃でのIIAZ靭性とB量の関係
を示したものである。 第4図はN−Ti/3.4−BX 1.3と一55℃で
の溶接ボンドから離れた位置のIIAZ靭性の関係を示
し、第5図はN−Ti/3.4−B X l 、3と一
55℃でのIIAZ靭性の関係を示したものである。 第6図は表面温度で示した鋼板の仕上圧延開始温度と母
材靭性の関係を示し、第7図は仕上圧延開始温度と母材
靭性の関係を仕上板厚別に示し、第8図は仕上圧延終了
温度と母材靭性の関係を示し、第9図は仕上圧延の圧下
率と母材靭性の関係を示す。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 (1)重量%で、 C:0.02〜0.16%Si:≦0.7%Mn:0.
5〜1.6%S:0.0010〜0.0030%Al:
0.010〜0.060%Ti:0.005〜0.01
2%N:0.0040〜0.0060%B:0.000
5〜0.0015%を含有し、かつ 0.0020≧N−Ti/3.4−B×1.3≧0を満
たし、残部が鉄及び不可避的不純物からなることを特徴
とする大入熱溶接継手靭性の優れた非調質鋼板。 (2)重量%で、 C:0.02〜0.16%Si:≦0.7%Mn:0.
5〜1.6%S:0.0010〜0.0030%Al:
0.010〜0.060%Ti:0.005〜0.01
2%N:0.0040〜0.0060%B:0.000
5〜0.0015%を含有し、さらに、 Cu:≦1.00%Ni:≦1.00% のうち1種または2種を含有し、かつ 0.0020≧N−Ti/3.4−B×1.3≧0を満
たし、残部が鉄及び不可避的不純物からなることを特徴
とする大入熱溶接継手靭性の優れた非調質鋼板。 (3)重量%で、 C:0.02〜0.16%Si:≦0.7%Mn:0.
5〜1.6%S:0.0010〜0.0030%Al:
0.010〜0.060%Ti:0.005〜0.01
2%N:0.0040〜0.0060%B:0.000
5〜0.0015%を含有し、かつ 0.0020≧N−Ti/3.4−B×1.3≧0を満
たし、残部が鉄及び不可避的不純物からなる鋼片を10
00℃以上1250℃未満に加熱した後、下記の条件で
定まる鋼板表面温度が760℃以上A℃以下の温度範囲
内で圧下率40%以上の仕上圧延を行うことを特徴とす
る大入熱溶接継手靭性の優れた非調質鋼板の製造方法。 仕上板厚(mm)<16mmの場合 A℃=900−(50/8)×仕上板厚(mm)仕上板
厚(mm)≧16mmの場合 A℃=800 (4)重量%で、 C:0.02〜0.16%Si:≦0.7%Mn:0.
5〜1.6%S:0.0010〜0.0030%Al:
0.010〜0.060%Ti:0.005〜0.01
2%N:0.0040〜0.0060%B:0.000
5〜0.0015%を含有し、さらに、 Cu:≦1.00%Ni:≦1.00% のうち1種または2種を含有し、かつ 0.0020≧N−Ti/3.4−B×1.3≧0を満
たし、残部が鉄及び不可避的不純物からなる鋼片を10
00℃以上1250℃未満に加熱した後、下記の条件で
定まる鋼板表面温度が760℃以上A℃以下の温度範囲
内で圧下率40%以上の仕上圧延を行うことを特徴とす
る大入熱溶接継手靭性の優れた非調質鋼板の製造方法。 仕上板厚(mm)<16mmの場合 A℃=900−(50/8)×仕上板厚(mm)仕上板
厚(mm)≧16mmの場合 A℃=800
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1-272473 | 1989-10-18 | ||
JP27247389 | 1989-10-18 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH03219046A true JPH03219046A (ja) | 1991-09-26 |
Family
ID=17514413
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP27855790A Pending JPH03219046A (ja) | 1989-10-18 | 1990-10-16 | 大入熱溶接継手靭性の優れた非調質鋼板及びその製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH03219046A (ja) |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5625923A (en) * | 1979-08-07 | 1981-03-12 | Kawasaki Steel Corp | Production of non-refining high tensile steel with superior low temperature toughness |
JPS5834131A (ja) * | 1981-08-25 | 1983-02-28 | Kawasaki Steel Corp | 靭性と溶接性の優れた非調質高張力鋼板の製造方法 |
JPS58110658A (ja) * | 1981-12-25 | 1983-07-01 | Nippon Steel Corp | 溶接部靭性のすぐれた構造用鋼 |
JPS5913022A (ja) * | 1982-07-13 | 1984-01-23 | Nippon Steel Corp | 耐溶接継手軟化特性に優れた高靭性厚肉非調質50キロ級鋼の製造法 |
JPS6067621A (ja) * | 1983-09-22 | 1985-04-18 | Kawasaki Steel Corp | 非調質高張力鋼の製造方法 |
JPS62174324A (ja) * | 1986-01-24 | 1987-07-31 | Kobe Steel Ltd | 溶接熱影響部の靭性に優れた低温用高降伏点鋼の製造方法 |
-
1990
- 1990-10-16 JP JP27855790A patent/JPH03219046A/ja active Pending
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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