JPH03229818A - 低温用鋼の製造方法 - 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】 「発明の目的」 本発明は低温用鋼の製造方法に係り、強度がＹＳ≧６０
　ｋｇｆ／ｌｌｍ２、Ｔ　Ｓ≧７０　ｋｇｆ／ｍｍ２を
満足し、降伏比が０．９０前後にあるＬＥＧ用５％Ｎｉ
鋼の製造方法を提供しようとするものである。

（産業上の利用分野） ＬＥＧ用などの高強度構造用鋼の製造方法、特に９％Ｎ
ｉ＠と同等の強度を有し、しかも降伏比が適正な５％Ｎ
ｉ鋼の製造方法に関するものである。

従来の技術 高Ｎｉ系鋼を直接焼入れ一焼戻し処理して製造すると、
通常の再加熱焼入れ一焼戻し処理に比し高強度が得られ
、Ｎｉ含含有量５程程であっても適量のＣｒ、　Ｍｏ添
加により９％Ｎｉ鋼と同等の強度が得られる。しかし高
Ｎｉ量のため焼入れ性が高く、得られるミクロ組織はマ
ルテンサイトと低ベイナイトの混合組織となり、降伏比
（降伏点／引張強さ）が構造用鋼として望ましくない程
高くなる。

高Ｎｉ系低温用鋼の降伏比を改善する方法として、直接
焼入れ後または再加熱焼入れ後、Ｌ処理（Ａｃ　Ｉ〜Ａ
ｃ、間に再加熱し焼入れ処理）を行い、Ａｃ＋点以下で
焼戻しを行うＱ（ＱＤ）ＬＴ処理が知られている。

即ち、特公昭５６−４６０８号公報では直接焼入れ後に
、Ｌ処理を組合わせ、Ａｃ、変態点以下の焼戻しを行う
こと、およびＡ６Ｎの寸法制御によりＮｉ１１５．５％
で９％Ｎｉ鋼と同等の性能を有するＬＮＧ用鋼が製造可
能であることが提案されている。

（発明が解決しようとする課題） 上記したような従来の直接焼入れ後にＡｃ、〜Ａｃ３間
の焼入れをなしてからＡｃ、変態点以下の焼戻しを行う
ＱＬＴまたはＱ。ＬＴ処理によるものは、ＱＬＴまたは
ＱＤＬＴ処理後の組織が焼戻されたフェライトと微細な
オーステナイトを含む焼戻しマルテンサイトよりなる混
合組織となり、従来−般の焼入れ焼戻しまたは直接焼入
れ焼戻ししたものに比し、その強度が約１０ｋｇｆ／ｍ
ｕ２程度低下する。

従ってこのＱＬＴまたはＱ。ＬＴ処理により一般的な９
％Ｎｉ鋼と同等の強度を確保するために必要なＮｉその
他の合金量は、Ｌ処理のないものより多くならざるを得
す、しかも熱処理回数が増加するので、何れの面からし
ても高コスト化せざるを得ない。

前記特許公告公報では、直接焼入れ後、Ａｃ、変態点以
下の温度で焼戻すことも述べられているが、この場合は
構造用鋼として降伏比が高くなりすぎることは前述の通
りである。

「発明の構成」 （課題を解決するための手段） 本発明は上記したような従来のものの課題を解決すべく
検討を重ねて創案されたものであって、以下の如くであ
る。

Ｃ≦０．１０ｗｔ％、　Ｓｉ≦０．３０ｗｔ％、Ｍｎ≦
０．３ｗｔ％、　　Ｎｉ　：　４．５〜５．５ｗｔ％、
Ｃｒ≦Ｑ、５ｗｔ％、　　Ｍｏ≦０．５ｗｔ％、Ａ　Ｅ
　：０．０１〜０．１０ｗｔ％、Ｎ：０．００２〜０．
００３ｗｔ％、Ｐ≦０．００５圓ｔ％、　Ｓ≦０．００
５４％を含み、残部Ｆｅおよび不可避的不純物からなる
綱を、１０５０〜１２５０℃の温度範囲に加熱後、熱間
圧延を行い、８５０℃で仕上げ、直ちに焼入れ処理を施
した後、焼戻しを６４０〜６６０℃で行い、焼戻し後常
温で残留Ｔ量を８％以上を確保することを特徴とする低
温用鋼の製造方法。

（作用） 上記したような本発明の作用について説明すると、先ず
化学成分の限定理由をｗｔ％（以下単に％という）によ
って説明すると以下の如くである。

Ｃは、所定の強度を得る最も安価な元素であるが、０．
１０％を超えると溶接性を劣化させるので、上限を０．
１０％とした。

Ｓｉは、溶鋼の脱酸に必要な元素であり、固溶強化によ
って強度を上昇をもたらすが、０．３０％を越すと溶接
部の靭性が劣化するため上限を０．３０％とする。

Ｍｎは、強度と靭性確保のため必要であるが、１．３％
を超えると靭性改善効果が小さくなるため、１．３％を
上限とした。

Ｃｒは、Ｍｏとの複合添加で焼入れ性の増大がみられ、
靭性および強度の改善に有効な元素であるが、０．５％
を超えるとその効果が小さくなるため、０．５％を上限
とする。

Ｍｏは、上記のようにＣｒとの複合添加で、靭性、強度
の改善効果が著しいが、０．５％を越えると溶接部の硬
化性が著しく溶接性を劣化させるため、上限を０．５％
とすることが必要である。

Ｎｉは、マトリックスの高強度と高靭性を得るために必
要な元素であって、ＬＥＧ用鋼として必要な溶接部靭性
を確保するためには４．５％以上が必要で、これを下限
とし、又５．５％を超えて含有させることは経済的に不
利であるからこれを上限とした。

Ａβは、出鋼時の脱酸と固溶窒素の固定および結晶粒の
細粒化に必要な元素であり、その効果は０．０１％以上
で発揮されるのでこれを下限とし、一方０．１０％を超
えると靭性を劣化させるので、上限を０．１０％とした
。

Ｎは、１粒の微細化に寄与するＡＩ！Ｎ量を確保するた
め下限をＯ，ＯＯ２％とするが、又溶接部の靭性劣化を
防ぐため上限を０．００３％とした。

ＰおよびＳは、母材部および溶接部の低温靭性を劣化さ
せるので低い方が好ましく、０．０　Ｏ５％を何れも上
限とした。

次に焼戻し温度の限定理由について述べると、焼戻し処
理は焼入れ後の残留応力の低減、延靭性の向上を目的と
して実施されており、通常この焼戻し温度はＡｃ、意思
下である。然し本発明における成分範囲内の鋼をこのＡ
ｃ、意思下で焼戻しした場合、その焼戻し温度が高くな
るにつれて強度は低下するが、降伏比は引張強さと降伏
点の低下度合いか路間しであるため約０．９９〜１，０
０の範囲にあり、Ａｃ＋点以下の焼戻しでは降伏比の低
下は望めない。即ち本発明成分範囲の鋼は、焼入れまま
でマルテンサイト組織であり、Ａｃ、〜Ａｃ３点で焼戻
されるとオーステナイトが旧オーステナイト粒界、マル
テンサイト粒界などに析出し、焼戻し温度が高くなるに
つれ、量も増加して行く。新たに生成したオーステナイ
トは、生成した温度が低い程、量も少いため溶質元素の
濃度が高く、オーステナイトとして安定なため、焼戻し
後の空冷によってもマルテンサイト変態を生ぜず、常温
で残留Ｔとして残るようになる。従ってＡｃ、点直上で
焼戻すと、焼戻し後の常温状態で多量の残留Ｔが観察さ
れるようになり、柔かい残留Ｔの存在によって強度、特
に降伏点が低下し、降伏比が減少するようになる。

即ち本発明の骨子は、焼戻し温度を、焼戻し後の室温状
態で残留γが最も多くなるＡｃ、点近傍に設定し、そう
したことにより降伏比を下げることにある。

（実施例） 本発明によるものの具体的な実施例について説明すると
、以下の如くである。

真空溶解法で次の第１表に示す化学成分の鋼を溶製し、
熱間圧延後直ちに焼入れ、Ｘ線回折用の試料を採取した
。該試料を６２５℃、６５０’Ｃ１６７５℃で焼戻処理
（空冷）した後、残留Ｔ量をＸ線回折で計測した。

第１表 上記したようなＸ線回折の結果は第１図に示すが、計算
上のＡｃ、点である６４８℃直上の温度、即ち６５０℃
で焼戻しだ場合、常温での残留γが最大値をとることが
認められる。

又第２図には熱間圧延後、直ちに焼入れした前記第１表
の綱を、６２５℃２６５０℃および６７５℃で焼戻し、
処理後引張試験を行った結果を示すが、この第２図から
明かなように６２５℃で焼戻した場合、降伏比は０．９
９と高く、又６７５℃で焼戻しを行うと降伏点が下りす
ぎ、９％ＮｉｗＡと同等の６０　ｋｇｆ／ｍｎ２以上を
確保できない。これに対し６５０℃の場合には降伏点が
６０〜７０ｋｇｆ／鶴２の範囲内にあり、降伏比も０．
８〜０．９の範囲内にある。

る。

即ち、残留γ量の最も多くなる６５０℃附近で焼戻しだ
場合には降伏比が０．９０程度と、現用の構造用鋼と略
等しく、しかも９％ＮｉｗＡと同程度の強度を確保し得
ることが確認された。

「発明の効果」 以上説明したような本発明によるときは９％Ｎｉ鋼と同
等の強度を有し、しかも降伏比が一般構造用鋼の範囲内
にあるＬＥＧ用の如き５％Ｎｉ＠を製造せしめ、需要の
増大しつつある混載型ＬＥＧ船などの低コスト化を適切
に得しめるものであるから工業的にその効果の大きい発
明である。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の技術的内容を示すものであって、第１図
は本発明によるものの実施例についての残留Ｔ量をＸ線
回折により計測した結果を示す図表、第２図は熱間圧延
後直ちに焼入れした結果を示す図表である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　Ｃ≦０．１０ｗｔ％、Ｓｉ≦０．３０ｗｔ％、Ｍｎ≦
   １．３ｗｔ％、Ｎｉ：４．５〜５．５ｗｔ％、Ｃｒ≦０
   ．５ｗｔ％、Ｍｏ≦０．５ｗｔ％、Ａｌ：０．０１〜０
   ．１０ｗｔ％、Ｎ：０．００２〜０．００３ｗｔ％、Ｐ
   ≦０．００５ｗｔ％、Ｓ≦０．００５ｗｔ％を含み、残
   部Ｆｅおよび不可避的不純物からなる鋼を、１０５０〜
   １２５０℃の温度範囲に加熱後、熱間圧延を行い、８５
   ０℃以上で仕上げ、直ちに焼入れ処理を施した後、焼戻
   しを６４０〜６６０℃で行い、焼戻し後常温で残留γ量
   を８％以上を確保することを特徴とする低温用鋼の製造
   方法。