JPH0344444A - アレスト特性の優れた鋼材 - Google Patents
アレスト特性の優れた鋼材Info
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Landscapes
- Heat Treatment Of Steel (AREA)
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〉
本発明は実質的にセパレーション効果を利用せず、且つ
Nbを使用せずに優れた脆性破壊伝播停止〈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用鋼
の材質特性に対する要望は厳しさを増しており、特にL
NG、、LPG等を貯蔵するタンクやラインパイプは、
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
、アレスト特性の向上が求められている。
Nbを使用せずに優れた脆性破壊伝播停止〈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用鋼
の材質特性に対する要望は厳しさを増しており、特にL
NG、、LPG等を貯蔵するタンクやラインパイプは、
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
、アレスト特性の向上が求められている。
具体的には、−46°Cの液化ガスを貯蔵するタンク用
鋼材の場合は、−50°Cにおける温度勾配型Es5o
H験において測定される靭性値Kca(以下Kca−5
0と梼す。)が600kgf/ma+” ’以上である
事が求められている。
鋼材の場合は、−50°Cにおける温度勾配型Es5o
H験において測定される靭性値Kca(以下Kca−5
0と梼す。)が600kgf/ma+” ’以上である
事が求められている。
その理由は、鋼材のKca −50が600kgf/m
m1・’以上あると、鋼材に発生した数mの長大伝播亀
裂をも停止し得る事によっている。
m1・’以上あると、鋼材に発生した数mの長大伝播亀
裂をも停止し得る事によっている。
一方従来から鋼材のアレスト特性に注目した提案はあり
、それ等は特開昭58−19431号公報に開示される
様にN1やNb等の合金元素を使用している。
、それ等は特開昭58−19431号公報に開示される
様にN1やNb等の合金元素を使用している。
例えば特開昭60−29452号公報にはアレスト特性
に優れた高張力鋼が開示され、特開昭59−47323
号公報には該高張力鋼を制御冷却を利用して製造する方
法が提案されている。
に優れた高張力鋼が開示され、特開昭59−47323
号公報には該高張力鋼を制御冷却を利用して製造する方
法が提案されている。
しかしここに開示された高張力鋼及びその製造方法は、
Ni及びNbを使用しながら、析出物含有量の少ないフ
ェライトと微細に分散したマルテンサイトからなる組織
を基本にしているので、マイクロクラックになってもマ
ルテンサイトの寸法では小さ過ぎ、エネルギー(応力)
の吸収緩和効果は小さく、マトリックスであるフェライ
トとマルテンサイトの剥離又はマルテンサイトを取り巻
く変形能の大きいフェライトがエネルギー吸収の主体と
なることから、Kcaは300kgf/i11” ’を
示す温度が一30℃で、前記した近年の要望を満たし得
ないものである。
Ni及びNbを使用しながら、析出物含有量の少ないフ
ェライトと微細に分散したマルテンサイトからなる組織
を基本にしているので、マイクロクラックになってもマ
ルテンサイトの寸法では小さ過ぎ、エネルギー(応力)
の吸収緩和効果は小さく、マトリックスであるフェライ
トとマルテンサイトの剥離又はマルテンサイトを取り巻
く変形能の大きいフェライトがエネルギー吸収の主体と
なることから、Kcaは300kgf/i11” ’を
示す温度が一30℃で、前記した近年の要望を満たし得
ないものである。
前記した近年の要望に応える提案としては、特開昭62
−77419号公報にアレスト特性のすぐれた高張力鋼
の製造法が開示されている。
−77419号公報にアレスト特性のすぐれた高張力鋼
の製造法が開示されている。
ここに開示されている製造法から得られる高張力鋼は、
Kca −50が440〜720 kgf/in” ’
を示しており、前記した近年の要望を満たしている。
Kca −50が440〜720 kgf/in” ’
を示しており、前記した近年の要望を満たしている。
しかしこの提案は、制御冷却により介在物等に起因する
ラミネーションと酷似しているセパレーションを生成利
用するため、構造物の種類によっては安全性の点から好
ましくなく、その様な事から、ユーザーからはセパレー
ションを生成させない鋼板の提供が望まれている。
ラミネーションと酷似しているセパレーションを生成利
用するため、構造物の種類によっては安全性の点から好
ましくなく、その様な事から、ユーザーからはセパレー
ションを生成させない鋼板の提供が望まれている。
〈発明が解決しようとする課題〉
前記した従来技術の問題点を悉く解消し、且つユーザー
の要望を満たすアレスト特性の優れた構造用鋼材を提供
するのが本発明の課題である。
の要望を満たすアレスト特性の優れた構造用鋼材を提供
するのが本発明の課題である。
〈課題を解決するための手段〉
本発明は上記課題を達成するために、
(1)意図的ニNbヲ添加せず、Pを0.OIX(wt
り以下とし、A!= 0.9%Cr −10,5!Mo
+7.4ZNi+7.5%Mn12.7ZSi >
Oとした構造用鋼のフェライト組織の中に長さ10μm
〜200μmで相互距離が5μm〜50μmのセメンタ
イトを層状に分散しているアレスト特性の優れた鋼材を
基本的手段とし、(2)意図的ニNbヲll廿ず、Pを
0.OIZ(wLり以下トシ、At= 0.9%Cr
−10,5%Mo +7.4zNi+7.5%Mn12
.7zSi > 0とした構造用鋼片をAr3点以上の
未再結晶温度域で圧下率60%以上の圧延後、該圧延終
了温度からA r 3点温度−50°C迄を5°C/s
ec以下の速度で冷却する事を第2の手段とするもので
ある。
り以下とし、A!= 0.9%Cr −10,5!Mo
+7.4ZNi+7.5%Mn12.7ZSi >
Oとした構造用鋼のフェライト組織の中に長さ10μm
〜200μmで相互距離が5μm〜50μmのセメンタ
イトを層状に分散しているアレスト特性の優れた鋼材を
基本的手段とし、(2)意図的ニNbヲll廿ず、Pを
0.OIZ(wLり以下トシ、At= 0.9%Cr
−10,5%Mo +7.4zNi+7.5%Mn12
.7zSi > 0とした構造用鋼片をAr3点以上の
未再結晶温度域で圧下率60%以上の圧延後、該圧延終
了温度からA r 3点温度−50°C迄を5°C/s
ec以下の速度で冷却する事を第2の手段とするもので
ある。
本発明において、帯状組織の問題点を解消するP量を除
くその他の成分は、広く現存する構造用鋼の成分を用い
て良い。
くその他の成分は、広く現存する構造用鋼の成分を用い
て良い。
通常の構造用鋼は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61−117213号公報に記載され
ている様に、鉄及び不可避的な成分に、後述する理由に
基づいて定められた各成分を付記した量の範囲で添加し
ている。
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61−117213号公報に記載され
ている様に、鉄及び不可避的な成分に、後述する理由に
基づいて定められた各成分を付記した量の範囲で添加し
ている。
つまり一般的には
C: 0.02〜0.18% AI ; 0.007
〜0.1%Si:20.5% S : 0.00
1〜0.005%Mn : 0.4 〜1.8 %
B : 0.0002〜0.003 %P:≦0
.015 % N:≦0.004 %を基本成
分とし、これに、 Ti : 0.003〜0.02% Ta : 0.0
03〜0.02%Zr : 0.003〜0.02% の1種又は2種以上を添加し、更に、 Ni:22.0% Mo:≦0.5%Cu:≦1
.0% ■:≦0.1%Nb:≦0.05%
Cr:20.5%を選択添加し、 REM:≦0.003 % Ca:≦0.003
%Mg=≦0.003 % を単独選択添加するか、2種以上を複合添加し、複合添
加時は合計量を0.005%以下とし、全体のCeqは
0.45以下としている。
〜0.1%Si:20.5% S : 0.00
1〜0.005%Mn : 0.4 〜1.8 %
B : 0.0002〜0.003 %P:≦0
.015 % N:≦0.004 %を基本成
分とし、これに、 Ti : 0.003〜0.02% Ta : 0.0
03〜0.02%Zr : 0.003〜0.02% の1種又は2種以上を添加し、更に、 Ni:22.0% Mo:≦0.5%Cu:≦1
.0% ■:≦0.1%Nb:≦0.05%
Cr:20.5%を選択添加し、 REM:≦0.003 % Ca:≦0.003
%Mg=≦0.003 % を単独選択添加するか、2種以上を複合添加し、複合添
加時は合計量を0.005%以下とし、全体のCeqは
0.45以下としている。
又これ等の成分の添加理由及び添加量の一般的な限定理
由は次の通りである。
由は次の通りである。
Cは鋼の用途上の必要強度から0.02%を下限量とし
、溶接熱影響部(以下HAZと榊す。)の耐溶接割れ性
、耐溶接硬化性及び靭性の劣化防止から0.18%を上
限としている。
、溶接熱影響部(以下HAZと榊す。)の耐溶接割れ性
、耐溶接硬化性及び靭性の劣化防止から0.18%を上
限としている。
Stは母材の強度維持、溶鋼の予備脱酸のために添加し
ているが、)HAZに高炭素マルテンサイトを生成して
靭性が低下するのを防ぐ目的から0.5%を上限として
いる。
ているが、)HAZに高炭素マルテンサイトを生成して
靭性が低下するのを防ぐ目的から0.5%を上限として
いる。
Mnは母材強度、靭性の確保と併せ、粒内フェライト(
以下IFPと繕す、)生成の核となる複合体の外殻を形
成するMnSを生成するため0.4%を下限とし、HA
Zの靭性、HAZの耐溶接割れ性の劣化防止から1.8
%を上限としている。
以下IFPと繕す、)生成の核となる複合体の外殻を形
成するMnSを生成するため0.4%を下限とし、HA
Zの靭性、HAZの耐溶接割れ性の劣化防止から1.8
%を上限としている。
Pはミクロ偏析によるHAZの靭性と耐割れ性の劣化を
防ぐため0.015%を上限としている。
防ぐため0.015%を上限としている。
AIは脱酸、母材組織の細粒化、固溶Nの固定等のため
に0.007%以上で使用されるが、鋼中の酸素との結
合により酸化物系の介在物を形威して鋼の清浄度を低下
させる事を防止するため0.1%を上限としている。
に0.007%以上で使用されるが、鋼中の酸素との結
合により酸化物系の介在物を形威して鋼の清浄度を低下
させる事を防止するため0.1%を上限としている。
Sは通常IFP生戊の核となる複合体の外殻を形威する
MnSの生成に0.001%を下限とし、粗大なA系介
在物を形成して母材の靭性、異方性(圧延方向とそれに
直角な方向の特性の差)の悪化を防止するため0.00
5%を上限としている。
MnSの生成に0.001%を下限とし、粗大なA系介
在物を形成して母材の靭性、異方性(圧延方向とそれに
直角な方向の特性の差)の悪化を防止するため0.00
5%を上限としている。
Bは一般に大入熱溶接時のHAZ靭性に有害な粒界フェ
ライト、フェライトサイドプレートの生成抑制、BNの
析出によるHAZの固76 Nの固定等から少なくとも
0.0002%を添加しているが、多量の添加はFez
3(CB)aの析出による靭性低下、及びフリーBによ
るHAZの硬化性の増加を招くので、これ等を防止する
ため0.003%を上限としている。
ライト、フェライトサイドプレートの生成抑制、BNの
析出によるHAZの固76 Nの固定等から少なくとも
0.0002%を添加しているが、多量の添加はFez
3(CB)aの析出による靭性低下、及びフリーBによ
るHAZの硬化性の増加を招くので、これ等を防止する
ため0.003%を上限としている。
NもS、Bと同様に複合体の芯となるTi、 Zr、T
a等の窒化物を析出するため添加するが、マトリックス
の靭性低下、1(AZにおける高炭素マルテンサイトの
生成促進等を防止するため0.004%を上限としてい
る。
a等の窒化物を析出するため添加するが、マトリックス
の靭性低下、1(AZにおける高炭素マルテンサイトの
生成促進等を防止するため0.004%を上限としてい
る。
Ti、 Z(Ta、は1種又は2種以上を選択添加して
前記したrFP生成の核となる複合体の芯となる窒化物
を生威し、IFPO生威核生成て作用せしめるため、0
.003%以上の添加量が必要であるが、酸化物系の介
在物による鋼の清浄度の低下を防止するため0.02%
を上限としている。
前記したrFP生成の核となる複合体の芯となる窒化物
を生威し、IFPO生威核生成て作用せしめるため、0
.003%以上の添加量が必要であるが、酸化物系の介
在物による鋼の清浄度の低下を防止するため0.02%
を上限としている。
以上が当業分野で構造用鋼の基本成分とする元素と各元
素の添加量及び添加理由である。
素の添加量及び添加理由である。
これに当業分野では■母材強度の上昇、及び母材、HA
Zの靭性向上の目的で、Ni、 Cu、 Nb、 No
、■、Crの1種又は2種以上、■HAZのオーステナ
イト結晶粒粗大化防止と、母材の異方性の軽減を目的と
して、Ca、 Mg、 REMの1種又は2種以上の何
れか一方又は両方を添加している。
Zの靭性向上の目的で、Ni、 Cu、 Nb、 No
、■、Crの1種又は2種以上、■HAZのオーステナ
イト結晶粒粗大化防止と、母材の異方性の軽減を目的と
して、Ca、 Mg、 REMの1種又は2種以上の何
れか一方又は両方を添加している。
しかしながら■群のNiは母材の強度と靭性及びHAZ
靭性を同時に高めるために添加するが、焼き入れ性の増
大によりHAZにおける[FPの形威が抑制される事が
あるので、これを防止するため2.0%の添加量を上限
としている。
靭性を同時に高めるために添加するが、焼き入れ性の増
大によりHAZにおける[FPの形威が抑制される事が
あるので、これを防止するため2.0%の添加量を上限
としている。
又Cuは母材の強度を高める割にHAZの硬さ上昇が少
ないが、応力除去焼鈍によりHAZの硬化性が増加する
ので1.0%を上限としている。
ないが、応力除去焼鈍によりHAZの硬化性が増加する
ので1.0%を上限としている。
Nb、 Mo、 V、 Crは焼き入れ性を向上し、析
出硬化により母材の強度と低温靭性を向上する事が知ら
れているが、)IAZの靭性と硬化性への悪影響を防ぐ
ため、それぞれ0.05%、0.5%、0.1%、及び
0.5%を各々の上限としている。
出硬化により母材の強度と低温靭性を向上する事が知ら
れているが、)IAZの靭性と硬化性への悪影響を防ぐ
ため、それぞれ0.05%、0.5%、0.1%、及び
0.5%を各々の上限としている。
又■の群の成分として前記の通りHAZのオーステナイ
ト結晶粒粗大化防止のため、酸化物及び硫化物生成元素
である原子番号57〜71のランタノイド系元素及びY
の1種又は2f1以上から選ばれた希土類元素(REM
)とCa及びMgの三者の中1種又は2種以上を添加し
ている。
ト結晶粒粗大化防止のため、酸化物及び硫化物生成元素
である原子番号57〜71のランタノイド系元素及びY
の1種又は2f1以上から選ばれた希土類元素(REM
)とCa及びMgの三者の中1種又は2種以上を添加し
ている。
これ等の元素は、酸化物、硫化物、酸硫化物を形威し、
HAZの結晶粒粗大化の防止、母材の異方性の軽減を目
的に添加するが、IFPの生成核となる複合体の外殻を
形成するMnSの形成が困難になるのを防止するために
、これ等の元素を2種以上添加する時は合計の0.00
5%を上限とし、各々単独に添加する場合は0.003
%を上限としている。
HAZの結晶粒粗大化の防止、母材の異方性の軽減を目
的に添加するが、IFPの生成核となる複合体の外殻を
形成するMnSの形成が困難になるのを防止するために
、これ等の元素を2種以上添加する時は合計の0.00
5%を上限とし、各々単独に添加する場合は0.003
%を上限としている。
又Ceq 、は0.45以下とするのが一般的である。
その理由は0.45を超えると焼き入れ性の増大によっ
てIFPの生成を極めて困難にし、HAZijl性が低
下する事によっている。
てIFPの生成を極めて困難にし、HAZijl性が低
下する事によっている。
通常前記Ceq、は次式で算出される値を用いる。
Ceq、−Cz+SiZ/24+MnX/6 +NiZ
/40+Cuz/40+Cr!15 +MoZ/4
+Vz/14本発明が対象とする構造用鋼はPの外は
上記した各元素をNを満たす範囲で、上記した理由の基
に上記した範囲で同様に使用する事が出来る。
/40+Cuz/40+Cr!15 +MoZ/4
+Vz/14本発明が対象とする構造用鋼はPの外は
上記した各元素をNを満たす範囲で、上記した理由の基
に上記した範囲で同様に使用する事が出来る。
又特開昭58−19431号公報がラインパイプ用鋼と
して開示している成分、 C: 0.04 〜0.18% Si : 0.01 〜0.90% Mn : 0.30 〜2.00% Nb : 0.008〜0.06% S 70.012〜0.02% Ni : 0.20 〜0.030 更に特開昭59−47323号公報が構造用高張力銅と
して開示している成分、 C: 0.02 〜0.05% St : 0.01 〜0.30% On : 0.50 〜2.00% V:≦0.2% Nb:20.08% Cr:21.0% V:0.01 〜0.03 0u : 0.05 〜0.50% Cr : 0.05 〜1.0 % No : 0.05 〜0.50% Ti : 0.005〜0.050 %At 70.0
1 〜0.1 % Tt : 0.005〜0.030 %N : (0
,2〜0.5)XTi% Mo:≦0.5 % Cu: 20.50% Ni: ≦1.5 % C+Hn/6+(Cr +Mo+V)15+(Ni
+Cu)/15≦0.4の各々の成分を有する各間も
前記構造用鋼と同様に、本発明の重要成分である、Pの
量の限定及びAIの限定を維持すれば使用する事が出来
る。これ等は本発明が開示している構成・作用・効果に
よるものではないが、本発明の重要成分であるPとNの
みを限定範囲に維持すると、その他の成分を各々に記載
の範囲から生ずる効果を利用しつつ本発明の所定の効果
が得られるので、Pの量及びATを本発明の範囲に限定
したこれ等の各間も本発明が言う構造用鋼に含まれる。
して開示している成分、 C: 0.04 〜0.18% Si : 0.01 〜0.90% Mn : 0.30 〜2.00% Nb : 0.008〜0.06% S 70.012〜0.02% Ni : 0.20 〜0.030 更に特開昭59−47323号公報が構造用高張力銅と
して開示している成分、 C: 0.02 〜0.05% St : 0.01 〜0.30% On : 0.50 〜2.00% V:≦0.2% Nb:20.08% Cr:21.0% V:0.01 〜0.03 0u : 0.05 〜0.50% Cr : 0.05 〜1.0 % No : 0.05 〜0.50% Ti : 0.005〜0.050 %At 70.0
1 〜0.1 % Tt : 0.005〜0.030 %N : (0
,2〜0.5)XTi% Mo:≦0.5 % Cu: 20.50% Ni: ≦1.5 % C+Hn/6+(Cr +Mo+V)15+(Ni
+Cu)/15≦0.4の各々の成分を有する各間も
前記構造用鋼と同様に、本発明の重要成分である、Pの
量の限定及びAIの限定を維持すれば使用する事が出来
る。これ等は本発明が開示している構成・作用・効果に
よるものではないが、本発明の重要成分であるPとNの
みを限定範囲に維持すると、その他の成分を各々に記載
の範囲から生ずる効果を利用しつつ本発明の所定の効果
が得られるので、Pの量及びATを本発明の範囲に限定
したこれ等の各間も本発明が言う構造用鋼に含まれる。
く作用〉
本発明者等は前記従来技術が有する課題を解消するため
に、−船釣な構造用鋼を用いて種々の実験・検討を繰り
返した。
に、−船釣な構造用鋼を用いて種々の実験・検討を繰り
返した。
その過程で、成る構造用鋼板のアレスト性能が試験片の
採取方向により大きな差がある事に着眼し、調査の結果
セメンタイト層状組織により導入された先行亀裂による
マイクロ・クランク・タフニング・メカニズムが働いて
いる可能性のある事を見出した。
採取方向により大きな差がある事に着眼し、調査の結果
セメンタイト層状組織により導入された先行亀裂による
マイクロ・クランク・タフニング・メカニズムが働いて
いる可能性のある事を見出した。
本発明者等は更に該マイクロ・クラック・タフニング・
メカニズムの存在の確認、その再現条件の確立、更に活
用を目的に次に示すA鋼とC114を準備し、且つセメ
ンタイト層状組織の生成を制御するAtを種々設定して
実験・検討を継続した。
メカニズムの存在の確認、その再現条件の確立、更に活
用を目的に次に示すA鋼とC114を準備し、且つセメ
ンタイト層状組織の生成を制御するAtを種々設定して
実験・検討を継続した。
A鋼の化学成分
C: 0.07 % T、Al : 0.
044 %Si : 0.27 % Mn : 1.37 % P : 0.007 % S : 0.004 % C@の化学成分 C: 0.07 % Si : 0.27 % Mn : 1.37 % P : 0.015% S : 0.005% Mの条件 A鋼・C鋼:Ai〉0 Ti : 0.007 % B : 0.0009% N : 0.0033% Ceq、: 0.312 T、AI : 0.044 % Ti : 0.007 % B : 0.0009% N : 0.0033% Ceq、: 0.312 但し膓よ、 A?= 0.9%Cr−10,5:No +7.4Z
Ni+ 7.57:Mn 12.7:Si ニヨル。
044 %Si : 0.27 % Mn : 1.37 % P : 0.007 % S : 0.004 % C@の化学成分 C: 0.07 % Si : 0.27 % Mn : 1.37 % P : 0.015% S : 0.005% Mの条件 A鋼・C鋼:Ai〉0 Ti : 0.007 % B : 0.0009% N : 0.0033% Ceq、: 0.312 T、AI : 0.044 % Ti : 0.007 % B : 0.0009% N : 0.0033% Ceq、: 0.312 但し膓よ、 A?= 0.9%Cr−10,5:No +7.4Z
Ni+ 7.57:Mn 12.7:Si ニヨル。
此処でATは、ごクロ偏析に関する5chei Iの式
を用いて、デンドライトの樹間部と幹部の溶質成分濃度
を推定し、その各々をAndrewsが求めた成分濃度
とA3変態点との関係式に代入して、樹間部のA3変態
点=Aiと幹部のA3変態点=Nの差、Ai Atで
得た指標で、鋳造組織内に発生する帯状組織の発達程度
に関する指標である。
を用いて、デンドライトの樹間部と幹部の溶質成分濃度
を推定し、その各々をAndrewsが求めた成分濃度
とA3変態点との関係式に代入して、樹間部のA3変態
点=Aiと幹部のA3変態点=Nの差、Ai Atで
得た指標で、鋳造組織内に発生する帯状組織の発達程度
に関する指標である。
本来この指標は、靭性に有害と考えられていた帯状組織
が、鋳造組織内に発生する可能性の有無を予測し、これ
を防止するために確立された指標で、N≦−2の値を維
持すると鋳造組織内に帯状組織の発生が見られなくなる
とされている。
が、鋳造組織内に発生する可能性の有無を予測し、これ
を防止するために確立された指標で、N≦−2の値を維
持すると鋳造組織内に帯状組織の発生が見られなくなる
とされている。
本発明者等は、従来の帯状&ll織の問題を鋼の低P化
と未再結晶圧延で解消し、そこにこの指標を積極的に用
いて鋳造組織内に所要の帯状組織を生成せしめ、従来技
術による構造用鋼のアレスト特性向上限界を打破する事
に成功したのである。
と未再結晶圧延で解消し、そこにこの指標を積極的に用
いて鋳造組織内に所要の帯状組織を生成せしめ、従来技
術による構造用鋼のアレスト特性向上限界を打破する事
に成功したのである。
結果を第1図に示す。
図は、圧下率60%の未再結晶温度域圧延を行った低燐
グループ(Pが0.01%以下)と、高燐グループ(P
が0.O1%超)の各構造用鋼のAjとアレスト特性K
ca −50の関係を示したものである。
グループ(Pが0.01%以下)と、高燐グループ(P
が0.O1%超)の各構造用鋼のAjとアレスト特性K
ca −50の関係を示したものである。
図に明らかな通り、低燐鋼といえどもAtf)<0以上
でなければKca −50が600kgf 7mm ’
・’以上は得られず、Aiが0以上であっても高燐側
はKca −50が600kgf /a+m ’・5に
達しない事を知得した。
でなければKca −50が600kgf 7mm ’
・’以上は得られず、Aiが0以上であっても高燐側
はKca −50が600kgf /a+m ’・5に
達しない事を知得した。
Kca −50が600kgf/+u+” ’以上に達
した低燐鋼の中、Mが0以上の鋼の&1ltIsは、マ
トリックスであるフェライト組織の中に該フェライト組
織より脆性破壊発生特性が劣るセメンタイト層状&ll
織が、亀裂伝播方向に長さ10μm〜200μ瓢、相互
距離5μ會〜50μ讃で層状に分散していた。
した低燐鋼の中、Mが0以上の鋼の&1ltIsは、マ
トリックスであるフェライト組織の中に該フェライト組
織より脆性破壊発生特性が劣るセメンタイト層状&ll
織が、亀裂伝播方向に長さ10μm〜200μ瓢、相互
距離5μ會〜50μ讃で層状に分散していた。
低燐鋼であってもNが0未満であったものは、セメンタ
イトの層状組織の長さが、亀裂伝播方向に沿う長さが1
0μ−に達しなかったり、或いは長くなって200μ重
を超えるもの及び相互距離も5μmに達しなかったり、
或いはは50μmを超えるものが発生しており、長さが
10μmに達しないものは先行亀裂誘発能が小さくなり
、又200μmを超えるものは有効破面単位が大きくな
って共にアレスト特性が低く、相互距離が5μmに達し
ないものはテアリッジのエネルギー吸収能が小さく、5
0μmを超えるものは先行亀裂が誘発出来なくなり、共
にアレスト特性を低下している要因を知見した。
イトの層状組織の長さが、亀裂伝播方向に沿う長さが1
0μ−に達しなかったり、或いは長くなって200μ重
を超えるもの及び相互距離も5μmに達しなかったり、
或いはは50μmを超えるものが発生しており、長さが
10μmに達しないものは先行亀裂誘発能が小さくなり
、又200μmを超えるものは有効破面単位が大きくな
って共にアレスト特性が低く、相互距離が5μmに達し
ないものはテアリッジのエネルギー吸収能が小さく、5
0μmを超えるものは先行亀裂が誘発出来なくなり、共
にアレスト特性を低下している要因を知見した。
一方高燐鋼はAτが0以上でも、本発明の所要のセメン
タイト組織が全く認められず、アレスト特性が全く低い
要因を知見した。
タイト組織が全く認められず、アレスト特性が全く低い
要因を知見した。
第2図はA鋼を用いて圧延開始温度とフェライト粒径及
びKca −50の関係を示したものである。
びKca −50の関係を示したものである。
これによりセメンタイトによるアレスト性の向上におい
てもフェライト粒径の細粒化が関係している事を見出し
た。
てもフェライト粒径の細粒化が関係している事を見出し
た。
第3図は更にKca −50と未再結晶温度域圧延の圧
下率の関係を調査したものである。
下率の関係を調査したものである。
圧延開始温度は再結晶終了温度以下、圧延終了温度はA
r1点温度以上である。
r1点温度以上である。
得られるKca−50は、未再結晶温度域の圧下率の増
加に伴って向上し、圧下率が60%以上に達するとフェ
ライト粒径が所要の大きさとなり、これによって所要サ
イズのセメンタイトが得られる結果、Kca −50は
600kgf/m+n” ’以上に達する事を見出した
。
加に伴って向上し、圧下率が60%以上に達するとフェ
ライト粒径が所要の大きさとなり、これによって所要サ
イズのセメンタイトが得られる結果、Kca −50は
600kgf/m+n” ’以上に達する事を見出した
。
第4図はA鋼における圧延後の冷却速度がKcaに及ぼ
す影響を示したものである。
す影響を示したものである。
Ar3〜Ar3−50の温度領域は、ミクロ偏析(C濃
度差)によりフェライト間にセメンタイトが層状に生成
する。この時冷却速度が遅い程該層状セメンタイトの生
成は顕著になる。
度差)によりフェライト間にセメンタイトが層状に生成
する。この時冷却速度が遅い程該層状セメンタイトの生
成は顕著になる。
冷却が5°(/seeを超えると、もはやセメンタイト
が層状に生成出来る時間的余裕はなく、ベーナイト主体
の組織となり、第5図に示す如く、マイクロ・クランク
・タフニングによるアレスト性向上効果は得られない事
が分かった。
が層状に生成出来る時間的余裕はなく、ベーナイト主体
の組織となり、第5図に示す如く、マイクロ・クランク
・タフニングによるアレスト性向上効果は得られない事
が分かった。
このことから冷却はA r 3点以上の温度から継続し
て行い、速度は5°C/sec以下が良い事を見出した
。
て行い、速度は5°C/sec以下が良い事を見出した
。
本発明者等は以上の知見から、所要のセメンタイト層状
組織を的確に生成させるために、悪影響の大きい偏析元
素のPを規制し、Aiを0以上に規制し、Ar3温度以
上の未再結晶温度域で圧下率60%以上の圧延を行い、
続けて5°C/sec以下の速度で冷却すると、効率良
く組織の微細化を図る事が出来るばかりでなく、経済的
に且つ生産住良(Kca−50が600kgf/m+*
’°5以上の優れたアレスト特性を有する鋼材が製造出
来る事を知見したのである。この時の圧延は、第2図、
第3図に明らかな様に、再結晶終了温度以下、Ar3点
温度以上つまり未再結晶温度域で圧延を開始してもしな
(でも良く、要は圧延の主要部つまり60%以上の圧下
率を未再結晶温度域で付与する事が必要である事がわか
った。
組織を的確に生成させるために、悪影響の大きい偏析元
素のPを規制し、Aiを0以上に規制し、Ar3温度以
上の未再結晶温度域で圧下率60%以上の圧延を行い、
続けて5°C/sec以下の速度で冷却すると、効率良
く組織の微細化を図る事が出来るばかりでなく、経済的
に且つ生産住良(Kca−50が600kgf/m+*
’°5以上の優れたアレスト特性を有する鋼材が製造出
来る事を知見したのである。この時の圧延は、第2図、
第3図に明らかな様に、再結晶終了温度以下、Ar3点
温度以上つまり未再結晶温度域で圧延を開始してもしな
(でも良く、要は圧延の主要部つまり60%以上の圧下
率を未再結晶温度域で付与する事が必要である事がわか
った。
第5図は上記の様にしてA鋼から本発明方法により得た
構造用鋼板aとA鋼から従来方法で製造した構造用鋼板
すの各々について、その異方性を調べた結果を示す。
構造用鋼板aとA鋼から従来方法で製造した構造用鋼板
すの各々について、その異方性を調べた結果を示す。
図に明らかな如く、本発明の構造用調板aのL方向アレ
スト特性a−Lは、従来の構造用鋼板すのアレスト特性
b−L及びb−cよりもKca −50600kgf/
am1’で20℃優れ、更に構造用鋼板aのC方向の特
性a−Cはa−Lより工5°C優れている。
スト特性a−Lは、従来の構造用鋼板すのアレスト特性
b−L及びb−cよりもKca −50600kgf/
am1’で20℃優れ、更に構造用鋼板aのC方向の特
性a−Cはa−Lより工5°C優れている。
これは、本発明方法により製造した構造用鋼材のセメン
タイトの配列が、亀裂伝播方向と同方向にあるC方向材
と、直角方向にあるL方向材の差であり、前者はセメン
タイトがマイクロクラックを形成して亀裂先端の応力分
布の緩和を助長し、後者にはその作用がない事によって
いる。
タイトの配列が、亀裂伝播方向と同方向にあるC方向材
と、直角方向にあるL方向材の差であり、前者はセメン
タイトがマイクロクラックを形成して亀裂先端の応力分
布の緩和を助長し、後者にはその作用がない事によって
いる。
しかしa−L、a−Cの何れもが従来方法により製造さ
れた構造用鋼材よりも優れたアレスト特性を示すのは、
本発明のマイクロ・クランク・タフニング・メカニズム
が、例えば特開昭62−77419号公報に記載がある
セパレーションを利用した従来方法による構造用鋼材の
Kca −50の向上対策のメカニズムと基本的に異な
り、又特開昭59−47323号公報、特開昭60−2
9452号公報等に記載がある析出介在物の少ないフェ
ライトと微細に分散したマルテンサイトからなる組織を
生威し、マイクロクラックによるエネルギーの吸収を利
用した従来方法による構造用鋼材のKca −50の向
上対策のメカニズムとも基本的に異なり、優れている事
を示しているものと思われる。
れた構造用鋼材よりも優れたアレスト特性を示すのは、
本発明のマイクロ・クランク・タフニング・メカニズム
が、例えば特開昭62−77419号公報に記載がある
セパレーションを利用した従来方法による構造用鋼材の
Kca −50の向上対策のメカニズムと基本的に異な
り、又特開昭59−47323号公報、特開昭60−2
9452号公報等に記載がある析出介在物の少ないフェ
ライトと微細に分散したマルテンサイトからなる組織を
生威し、マイクロクラックによるエネルギーの吸収を利
用した従来方法による構造用鋼材のKca −50の向
上対策のメカニズムとも基本的に異なり、優れている事
を示しているものと思われる。
〈実施例〉
(1) 鋼成分とA言 (表1に示す。)(
2)鋳造方法 ■鋳造方法 連続鋳造方法 ■凝固鋼片寸法 厚み42〜300 mmX幅1800
mm(3)圧延条件 (表2に示す、)(
4)アレスト特性 (表2に示す。)アレスト
特性の評価試験 =温度勾配型ESSO試験 (6)母材靭性 (表2に示す、)母材靭性
評価試験 =鋼材のシャルピー衝撃試験を実施。
2)鋳造方法 ■鋳造方法 連続鋳造方法 ■凝固鋼片寸法 厚み42〜300 mmX幅1800
mm(3)圧延条件 (表2に示す、)(
4)アレスト特性 (表2に示す。)アレスト
特性の評価試験 =温度勾配型ESSO試験 (6)母材靭性 (表2に示す、)母材靭性
評価試験 =鋼材のシャルピー衝撃試験を実施。
(7) )IAZ靭性 (表2に示す。)
11AZ靭性の評価試験 入熱70〜250KJ /craの大入熱片面1層溶接
後、シャルピー衝撃試験を実施。
11AZ靭性の評価試験 入熱70〜250KJ /craの大入熱片面1層溶接
後、シャルピー衝撃試験を実施。
本発明例の調香1.2.3.4は表2に示す様にKca
−50は600kgf / mm” ’以上であった
。
−50は600kgf / mm” ’以上であった
。
一方比較例の調香5.6.7は、Aiが満たされず、圧
延開始温度が高い8及び9は未再結晶温度域の圧延率が
60%に達しなかったものであり、10は冷却速度が5
°(:/secを超えたもので、共に母材及びHAZ靭
性は良好であったが、アレスト特性Kca −50は格
段に低く、220〜350 kgf /a1m”であっ
た。
延開始温度が高い8及び9は未再結晶温度域の圧延率が
60%に達しなかったものであり、10は冷却速度が5
°(:/secを超えたもので、共に母材及びHAZ靭
性は良好であったが、アレスト特性Kca −50は格
段に低く、220〜350 kgf /a1m”であっ
た。
〈発明の効果〉
本発明は意図的にNbを使用せず、Pを0.01%以下
に規制し、更にNを0以上に規制し、未再結晶温度域で
60%以上の圧下率で制御圧延を行い、該圧延温度から
Ar3点温度−50°C迄の範囲を速度5°C/sec
以下で冷却するので、従来技術の問題点を悉く解消する
と共に、アレスト特性に優れ、且つ母材及びHAZの各
靭性の劣化を伴わない鋼材を、良好な生産性、経済性の
下に効率良く製造する事を可能としたものであり、この
種産業分野にもたらす効果は大きい。
に規制し、更にNを0以上に規制し、未再結晶温度域で
60%以上の圧下率で制御圧延を行い、該圧延温度から
Ar3点温度−50°C迄の範囲を速度5°C/sec
以下で冷却するので、従来技術の問題点を悉く解消する
と共に、アレスト特性に優れ、且つ母材及びHAZの各
靭性の劣化を伴わない鋼材を、良好な生産性、経済性の
下に効率良く製造する事を可能としたものであり、この
種産業分野にもたらす効果は大きい。
第1図はKca −50とAffの関係を示す図。第2
図はKca −50と圧延温度域の関係を示す図。第3
図はKca −50と未再結晶温度域圧延の圧下率との
関係を示す図。第4図はKca −50と冷却時の冷却
速度の関係を示す図。第5図は本発明鋼板のアレスト特
性の異方性を示す図である。
図はKca −50と圧延温度域の関係を示す図。第3
図はKca −50と未再結晶温度域圧延の圧下率との
関係を示す図。第4図はKca −50と冷却時の冷却
速度の関係を示す図。第5図は本発明鋼板のアレスト特
性の異方性を示す図である。
Claims (2)
- (1)意図的にNbを添加せず、Pを0.01%(wt
%)以下とし、Ai=0.9%Cr−10.5%Mo+
7.4%Ni+7.5%Mn−12.7%Si>0とし
た構造用鋼のフェライト組織の中に長さ10μm〜20
0μmで相互距離が5μm〜50μmのセメンタイトを
層状に分散した事を特徴とするアレスト特性の優れた鋼
材。 - (2)意図的にNbを添加せず、Pを0.01%(wt
%)以下とし、Ai=0.9%Cr−10.5%Mo+
7.4%Ni+7.5%Mn−12.7%Si>0とし
た構造用鋼片をAr_3点以上の未再結晶温度域で圧下
率60%以上の圧延後、該圧延終了温度からAr_3点
温度−50℃迄を冷却速度5℃/sec以下で冷却する
事を特徴とするアレスト特性の優れた鋼材の製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1176375A JP2593556B2 (ja) | 1989-07-08 | 1989-07-08 | アレスト特性の優れた鋼材 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1176375A JP2593556B2 (ja) | 1989-07-08 | 1989-07-08 | アレスト特性の優れた鋼材 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0344444A true JPH0344444A (ja) | 1991-02-26 |
JP2593556B2 JP2593556B2 (ja) | 1997-03-26 |
Family
ID=16012531
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP1176375A Expired - Lifetime JP2593556B2 (ja) | 1989-07-08 | 1989-07-08 | アレスト特性の優れた鋼材 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2593556B2 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20010044551A (ko) * | 2001-03-06 | 2001-06-05 | 김덕선 | 코막음용 소형 마스크 |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JPS5819432A (ja) * | 1981-07-24 | 1983-02-04 | Nippon Steel Corp | 脆性亀裂伝播停止特性の優れたラインパイプ用鋼の製造方法 |
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JPS59190323A (ja) * | 1983-04-12 | 1984-10-29 | Nippon Steel Corp | 低温用鋼の製造方法 |
JPS6029452A (ja) * | 1983-07-29 | 1985-02-14 | Nippon Steel Corp | 脆性破壊伝播停止特性に優れた高張力鋼 |
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JPS6324045A (ja) * | 1986-07-16 | 1988-02-01 | Nippon Kokan Kk <Nkk> | 不安定破壊伝播停止能力に優れた耐摩耗性高性能レ−ル |
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1989
- 1989-07-08 JP JP1176375A patent/JP2593556B2/ja not_active Expired - Lifetime
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Also Published As
Publication number | Publication date |
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JP2593556B2 (ja) | 1997-03-26 |
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