JPH03249128A - 強靭な厚鋼板の製造方法 - 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） 本発明は靭性、とりわけ板厚中心部の靭性に優れた厚鋼
板の製造方法に関するものである。

（従来の技術） 従来、高強度かつ低温靭性に優れた厚鋼板の製造過程に
おいては圧延、冷却前に再加熱を行い鋳片全体の金属組
織をオーステナイト化することが行われる。また、再加
熱では板厚方向の温度差および金属組織差をできるだけ
均一化することが指向され、Ａｃ３点より高温での長時
間の保持が行われてきた。

しかしながらＡｃ３点以上での長時間保持は生産効率の
低下を招き、オーステナイトの粗大化による変態後の金
属組織の粗大化に連かり、靭性の低下にも連がるもので
ある。

（発明が解決しようとする課題） 本発明は強靭鋼を製造するに際し、従来法に見られるよ
うに再加熱時に圧延時の板厚方向の温度を均一化するこ
とをまたず、鋳片の板厚方向の一部あるいは全部をフェ
ライトのままで再加熱を終了し、圧延中の加工熱および
表層部からの復熱により、これを微細なオーステナイト
に変態させて金属組織の微細化を図り、低温靭性、とり
わけ板厚中心部の低温靭性を向上させ得る厚鋼板の効率
的製造方法を提供するものである。

（課題を解決するための手段） 本発明の特徴とするところは、重量比で、Ｃ：０．０３
〜０．２％、Ｓ　ｉ：０．０３〜０．５％、Ｍｎ：０．
３〜２．０％、残部：Ｆｅおよび不可避的不純物からな
る鋼を、鋳造まま或いは圧延を行ってＡ　ｒ　３点以下
の温度まで冷却した後、鋼板表面部をＡｃ　　−５０℃
以上Ａ　ｃ　ａ　＋　１０［１℃以下、板厚中心部をＡ
　ｃ　ｓ　　３０℃以下Ａ　ｃ　３１００℃以上で両者
の平均がＡ　ｃ　３５０℃以上の温度になるような再加
熱を行い、表層部オーステナイト、中心部フェライトの
組織或いは全体がフェライトの組織とし、これに引続き
表面温度がＡ　ｃ　ａ　　５０℃以上の温度から３０％
以上の圧延を行い、フェライト部を未再結晶状態で加工
すると共に加工熱および表層部からの復熱によりこれを
微細なオーステナイトに変態させ、その後の空冷もしく
は水冷により微細なフェライト主体組織に変態させるこ
と及び重量比で、ｃ　：　ｏ、ｏａ〜０，２％、Ｓ　ｊ
：ｏ、０３〜０．５％、Ｍロニ０．３〜２．０％を含有
しさらに、Ｎｉ５１０％、Ｍｏ５２％、Ｃｏ５２％、Ｃ
ｒ５２％、Ｃｕ６２％、Ｂ≦０．００５％の１種または
２種以上を含みまた、ＡＩＩ≦０．０５％、Ｔｊ≦０．
１０％の１種または２種を含有しさらに、Ｎｂ≦０．０
５％、■≦０．１％の１種また叫２種を含み、残部二Ｆ
ｅおよび不可避的不純物からなる鋼を、鋳造まま或いは
圧延後Ａ　ｒ　ａ意思下の温度まで冷却した後、鋼板表
面部がＡｃ　　−５０℃以上Ａ　ｃ　ａ　＋　１００℃
以下、板厚力向中心部がＡｃ　　−３０℃以下Ａｃ３１
００℃以上かつ両者の平均がＡ　ｃ　ｓ　　５０℃以上
の温度となるように再加熱して鋼板表層部をオーステナ
イト、板厚方向中心部をフェライト或いは全体をフェラ
イト組織とせしめ、次いで鋼板表面温度がＡ　ｃ　ａ　
　５０℃以上の温度域にある状態で３０％以上の圧下率
を適用する圧延を施してフェライト部が未再結晶状態で
加工を加えられるようにすると共に、加工熱および鋼板
表層部からの復熱によって組織を微細なオーステナイト
に変態させ、然る後鋼板を空冷或いは水冷して微細なフ
ェライト主体の組織に変態させることを特徴とする強靭
な厚鋼板の製造方法である。

これにより、容易にオーステナイト粒を極めて微細なも
のとし、変態後の金属組織も微細化し、優れた靭性を有
する高張力鋼を製造することができる。

以下、本発明の詳細な説明する。

本発明においては前記成分の鋼を鋳造まま或いは圧延を
行ってＡ　ｒ　ａ意思下の温度まで冷却した後、再加熱
を行い表層部オーステナイト、中心部フェライトの組織
或いは全体がフェライトの組織とし、これに引続＜　Ａ
　ｃ　３５０℃以上の温度での圧延によりフェライト部
を未再結晶状態で加工、さらに加工熱および表層部から
の復熱により、これを微細なオーステナイトに変態させ
、その後の空冷もしくは水冷により微細なフェライト主
体組織に変態させる。

従来法では再加熱時に鋳片全体の金属組織をオーステナ
イト化し、板厚方向の温度差および金属組織差をできる
だけ均一化するために、Ａ　ｃ　ａ点より高温での長時
間の保持を行うので、オーステナイトの粗大化による靭
性の低下に連がるのであるが、本発明鋼ではオーステナ
イト粒は極めて微細であり、これに基づき変態後の金属
組織も微細化することができるので、極めて良い靭性を
得ることができる。

次に成分および製造法の限定理由について述べる。

Ｃは鋼を強化するために不可欠な元素であって、０．０
３％未満では所用の強度が得られず、０　、２９６超で
は母材および溶接部の靭性が損なわれるので、０．０３
％以上０．２％以下とした。

Ｓｔは脱酸元素および鋼の強化元素として有効であり０
．０３％以上添加するが、０．５％超では加工性および
表面性状の劣化を生じる。

Ｍｎは鋼の強化に有効であるが０．３％超では効果が無
く、２．０％超では加工性が劣化するために０．３％以
上２．０％以下とした。

Ｎｉ　、Ｍｏ、Ｃｒ、Ｂ、Ｃｕは、鋼の強度を高めるの
に有効な元素である。

Ｎｉは、鋼の強度を高めさらに靭性を向上させる元素で
ある。しかし、１０％を超えて添加しても効果を飽和し
、コストを著しく高くする。

Ｍｏ、Ｃｏ、Ｃｒ、Ｂは、鋼の焼入れ性を高め鋼の焼入
性を高め鋼を強化するのに有効な元素である。しかし、
Ｍ□　、Ｃｏ　、Ｃｒについてはそれぞれ２％を超えて
添加するとまた、Ｂについては０．００５％を超えて添
加すると、鋼の変態時に熱間割れを招く。

Ｃｕは、鋼の強度を高めるのみならず、耐食性の向上に
も有効な元素である。しかし、２％を超えて添加すると
、溶接金属の熱間割れを惹起する。

ＴＩ、Ａｌｌは、鋼の脱酸剤として機能するほか、窒化
物を形成しオーステナイト粒の成長を抑制する元素であ
る。しかし、ＴＩについては０．１％、Ａｇについては
０．０５％を超えて添加すると鋼の脱酸効果は飽和し、
母材および溶接継手部の靭性を損なう。

Ｎｂ、Ｖは、鋼の圧延中或いは圧延後の冷却過程におい
て、微細な炭窒化物として析出し、鋼を強靭化するのに
有効な元素である。しかし、Ｎｂについては０．０５％
、■については０．１％を超えて添加すると、母材およ
び溶接継手部の靭性を損なつＯ 次に製造方法について述べる。

本発明においては前記成分の鋼を鋳造まま或いは圧延を
行って、Ａ　ｒ　ｓ点景下の温度まで冷却した後、鋼板
表面部をＡ　ｃ　ａ　　５０℃以上Ａ　ｃ　ａ　＋　１
００℃以下、板厚中心部をＡｃ３−３０℃以下Ａ　ｃ　
３１００℃以上で、両者の平均がＡｃ３−５０℃以上の
温度になるような再加熱を行い、表層部オーステナイト
、中心部フェライトの組織或いは全体がフェライトの組
織とし、これに引続き表面温度がＡｃ３−５０℃以上の
温度から３０％以上の圧延を行い、フェライト部を未再
結晶状態で加工すると共に、加工熱および表層部からの
復熱によりこれを微細なオーステナイトに変態させ、そ
の後の空冷もしくは水冷により、微細なフェライト主体
組織に変態させる。

これにより極めて良好な靭性を得ることができる。この
過程を通じて、極めて微細なオーステナイト粒が得られ
、冷却後の変態組織の微細化が得られるのである。

以下に製造法に限定理由について述べる。

まず、鋳造後−度Ａ　ｒ　ａ点景下の温度まで冷却する
のは、一般に鋳造後のオーステナイト組織は極めて粗大
であるため、−度変態させ組織の微細化を図るためであ
る。

次に再加熱時の温度を鋼板表面部をＡ　ｃ　ａ　　５０
℃以上、板厚中心部をＡｃ３１００℃以上の温度と限定
するのは、これ以下では再加熱温度として低すぎ圧延後
も全板厚に亙ってＡ　ｃ　ａ以上にすることができず、
粗大な加工フェライトが残留してしまい靭性を著しく損
ねるがらである。

鋼板表面部と板厚中心部の平均温度をＡ　ｃ　３５０℃
以上とするのも同様な理由によるものである。

次に鋼板表面部をＡ　ｃ　ａ　＋　１００℃以下、板厚
中心部をＡｃ　　−３０℃の温度とするのは、Ａ　ｃ　
ａ　＋１００℃以上ではオーステナイトが粗大化してし
まうからであり、Ａ　ｃ　ａ　　３０℃とするのは、板
厚方向の少なくとも一部をフェライトとしておかなけれ
ば、本発明の趣意に沿わないからである。

次に、表面温度がＡ　ｃ　ａ　　５０℃以上の温度から
３０％以上の圧延を行うのは、これ以下の温度、加工度
では加工熱が不足し、全厚に亙ってオーステナイトに変
態させることができないからである。

（実　施　例） 第１表に示す成分の本発明鋼および比較鋼について行っ
た実験の結果を第２表に示す。

なお、表中でアンダーラインで示したものについては、
本発明の条件に合致しないものである。

第１表における鋼Ａ−Ｅは本発明鋼であり、Ｆ−Ｊは比
較鋼である。

鋼ＦはＣ量か不足であり、鋼ＧはＳｉｆ；ＪＬが過剰で
ある。鋼ＨはＭｎｆｉが不足している。また、鋼ＩはＴ
ｉが過剰であり、鋼ＪはＢが過剰である。

製造条件では第２表の番号で２．　５．　７．　８゜１
０、１１．１３．１５は本発明鋼であり、いずれも良好
な強度、靭性を示している。

一方、比較鋼である１では表面、中心の両方、１４では
表面の再加熱温度が高すぎるためにオーステナイトが粗
大化した結果、靭性が損なわれている。３は再加熱後の
圧延を行わなかったために、鋳造後の冷却で生成した粗
大フェライトとベイナイトがそのまま残留しているため
、靭性が損なわれている。４，１２は板厚中心部の再加
熱温度が低く、４は同時に平均温度も低いために圧延後
もＡｃ３以上に温度が上昇せず、鋳造後の冷却で生成し
た粗大フェライトとベイナイトが、オーステナイトに変
態すること無く加工されたために靭性が劣る。６，９は
圧延開始温度が低く、９については再加熱時の表面温度
および表面−中心平均温度が低いため、前記同様な理由
により粗大な加工フェライトが認められ、このため靭性
が損なわれている。また１６．１８はそれぞれＣ，Ｍｎ
量が不足しており強度が不足である。１７はＳｔの過剰
添加により靭性が劣る。２０．２１はそれぞれＴｊ、Ｂ
の過剰添加のために靭性が劣る。

以上のように本発明になる均一化処理を適用した鋼では
良好な強度、靭性が得られているのに対し、本発明で規
定した成分、製造条件を一つでも満たさない場合には本
発明の目的が達成されないことが判る。

／ （発明の効果） 以上述べたように本発明によれば、優れた特性を有する
鋼板を製造することができるので産業上極めて有用であ
る。

代 理 人

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、重量比で、 Ｃ：０．０３〜０．２％、 Ｓｉ：０．０３〜０．５％、 Ｍｎ：０．３〜２．０％、 残部：Ｆｅおよび不可避的不純物からなる鋼を、鋳造ま
   ま或いは圧延を行ってＡｒ＿３点以下の温度まで冷却し
   た後、鋼板表面部をＡｃ＿３−５０℃以上Ａｃ＿３＋１
   ００℃以下、板厚中心部をＡｃ＿３−３０℃以下Ａｃ＿
   ３−１００℃以上で両者の平均がＡｃ＿３−５０℃以上
   の温度になるような再加熱を行い、表層部オーステナイ
   ト、中心部フェライトの組織或いは全体がフェライトの
   組織とし、これに引続き表面温度がＡｃ＿３−５０℃以
   上の温度から３０％以上の圧延を行い、フェライト部を
   未再結晶状態で加工すると共に加工熱および表層部から
   の復熱によりこれを微細なオーステナイトに変態させ、
   その後の空冷もしくは水冷により微細なフェライト主体
   組織に変態させることを特徴とする強靭な厚鋼板の製造
   方法。 ２、重量比で、 Ｎｉ≦１０％、 Ｍｏ≦２％、 Ｃｏ≦２％、 Ｃｒ≦２％、 Ｃｕ≦２％、 Ｂ≦０．００５％ の１種または２種以上を含みまた、 Ａｌ≦０．０５％、 Ｔｉ≦０．１０％ の１種または２種を含有しさらに、 Ｎｂ≦０．０５％、 Ｖ≦０．１％ の１種または２種を含む鋼である請求項１記載の強靭な
   厚鋼板の製造方法。