JPH04147916A - 特定方向のヤング率が高い厚鋼板の製造法 - Google Patents
特定方向のヤング率が高い厚鋼板の製造法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〕
本発明は特定方向すなわち圧延方向に垂直な方向（以下
Ｃ方向という）のヤング率が高い厚鋼板の製造法に関す
るものである。この方法で製造した鋼板は船舶、建築な
どの鋼構造物に用いることができる。
Ｃ方向という）のヤング率が高い厚鋼板の製造法に関す
るものである。この方法で製造した鋼板は船舶、建築な
どの鋼構造物に用いることができる。
近年、船舶や建築構造物に使用される構造用鋼材におい
て、構造物の大型化あるいはこれに伴う省エネルギー化
から構造物の軽量化が進みつつある。軽量化の手段とし
ては高張力鋼板を使用し、板厚を減少させることが有効
である。しかし、板厚を減少させていくと座屈の問題が
生じるため、鋼板の剛性を高めなければならない。鋼板
の剛性は形状が同じであればヤング率に比例する。この
ため、ヤング率の高い厚鋼板が望まれている。
て、構造物の大型化あるいはこれに伴う省エネルギー化
から構造物の軽量化が進みつつある。軽量化の手段とし
ては高張力鋼板を使用し、板厚を減少させることが有効
である。しかし、板厚を減少させていくと座屈の問題が
生じるため、鋼板の剛性を高めなければならない。鋼板
の剛性は形状が同じであればヤング率に比例する。この
ため、ヤング率の高い厚鋼板が望まれている。
ヤング率を高める手段として、特開昭５６−２３２２３
号公報には、特定組成を有する鋼を二相域圧延し、圧延
後３００℃までの冷却速度を規定し、その後７００℃以
下の温度で焼戻すことによりＣ方向のヤング率を１０〜
１５％程度向上させる製造法が開示されている。また、
特開昭５９−８３７２１号公報には、Ｃを低組成量（０
，０３％未満）に限定した特定組成を有する鋼を熱間圧
延するに際して、Ａｒ、温度以下での累積圧下率を１０
％以上として圧延し、ついで７２０℃以下で捲取ること
によりＣ方向のヤング率を向上させる高剛性熱延鋼板の
製造法が開示されている。
号公報には、特定組成を有する鋼を二相域圧延し、圧延
後３００℃までの冷却速度を規定し、その後７００℃以
下の温度で焼戻すことによりＣ方向のヤング率を１０〜
１５％程度向上させる製造法が開示されている。また、
特開昭５９−８３７２１号公報には、Ｃを低組成量（０
，０３％未満）に限定した特定組成を有する鋼を熱間圧
延するに際して、Ａｒ、温度以下での累積圧下率を１０
％以上として圧延し、ついで７２０℃以下で捲取ること
によりＣ方向のヤング率を向上させる高剛性熱延鋼板の
製造法が開示されている。
本発明の目的は、Ｃ方向のヤング率が高い厚鋼板の製造
法を提供することである。
法を提供することである。
本発明の要旨は、重量％で、
Ｃ：０．０４〜０．１５％、
Ｓｊ：０．６％以下、
Ｍｎ ： ０．６〜２．０％、
Ｐ：０．０３％以下、
Ｓ：０．０１％以下、
Ｎ：０．０１％以下、
Ａｌ１：０．１０％以下
を含有した鋼片を７５０〜８５０℃の温度範囲に加熱し
た後、圧下比２以上で圧延を行い、６５０〜８００℃の
温度範囲で圧延を終了することを特徴とする特定方向の
ヤング率が高い厚鋼板の製造法、および、重量％で、 Ｃ：０．０５〜０．１５％、 Ｓｉ：０．６％以下、 Ｍｎ ： ０．６ 〜２．０ ％、 Ｐ：０．０３％以下、 Ｓ：０．０１％以下、 Ｎ：０．０１％以下、 Ａｌ１：０．１０％以下、 必要に応じて Ｎｂ ： ０．００３ 〜０．０６０ ％、Ｔｉ ：
０．００５ 〜０．０３０ ％、Ｎｉ：１％以下、 Ｃｕ：１％以下、 Ｃｒ ： ０．０５〜１．００％、 Ｍｏ ： ０．０５〜０．４ ％、 ■：０．１％以下 の一種または二種以上を含有した鋼片を７５０〜９００
℃の゛温度範囲に加熱した後、圧下比２以上で圧延を行
い、６５０＝−８００℃の温度範囲で圧延を終了するこ
とを特徴とする特定方向のヤング率が高い厚鋼板の製造
法である。
た後、圧下比２以上で圧延を行い、６５０〜８００℃の
温度範囲で圧延を終了することを特徴とする特定方向の
ヤング率が高い厚鋼板の製造法、および、重量％で、 Ｃ：０．０５〜０．１５％、 Ｓｉ：０．６％以下、 Ｍｎ ： ０．６ 〜２．０ ％、 Ｐ：０．０３％以下、 Ｓ：０．０１％以下、 Ｎ：０．０１％以下、 Ａｌ１：０．１０％以下、 必要に応じて Ｎｂ ： ０．００３ 〜０．０６０ ％、Ｔｉ ：
０．００５ 〜０．０３０ ％、Ｎｉ：１％以下、 Ｃｕ：１％以下、 Ｃｒ ： ０．０５〜１．００％、 Ｍｏ ： ０．０５〜０．４ ％、 ■：０．１％以下 の一種または二種以上を含有した鋼片を７５０〜９００
℃の゛温度範囲に加熱した後、圧下比２以上で圧延を行
い、６５０＝−８００℃の温度範囲で圧延を終了するこ
とを特徴とする特定方向のヤング率が高い厚鋼板の製造
法である。
本発明は圧延方向と４５°の方向（以下Ｒ方向という）
のヤング率を大きく低下させることなく、Ｃ方向のヤン
グ率を高めた厚鋼板の製造法である。
のヤング率を大きく低下させることなく、Ｃ方向のヤン
グ率を高めた厚鋼板の製造法である。
一般に、鋼板のヤング率を高める方法として集合組織の
利用が知られている。すなわち、フェライト（α）域で
圧延を行なうことにより（１１２）［１−１０］のフェ
ライト圧延安定方位が発達し、Ｃ方向のヤング率が高く
なる。しかしながらα域での圧延は同時に（１００）［
０１１］方位も発達させ、この方位はＲ方向のヤング率
を低下させてしまう。そこで、Ｒ方向のヤング率を大き
く低下させることなくＣ方向のヤング率を向上させた厚
鋼板を製造するための最適な加熱、圧延条件を検討し、
本発明に至った。
利用が知られている。すなわち、フェライト（α）域で
圧延を行なうことにより（１１２）［１−１０］のフェ
ライト圧延安定方位が発達し、Ｃ方向のヤング率が高く
なる。しかしながらα域での圧延は同時に（１００）［
０１１］方位も発達させ、この方位はＲ方向のヤング率
を低下させてしまう。そこで、Ｒ方向のヤング率を大き
く低下させることなくＣ方向のヤング率を向上させた厚
鋼板を製造するための最適な加熱、圧延条件を検討し、
本発明に至った。
以下、本発明について説明する。
まず、鋼片の加熱温度は７５０〜８５０℃または７００
〜９００℃に限定する必要がある。加熱温度は本発明に
おいて最も重要であり、この温度に加熱後圧延すること
により、α域での累積圧下率を大きくとれない厚鋼板の
製造においてもヤング率の向上に有効な集合組織の発達
を容易にできる。加熱温度が７５０℃未満になると、鋼
片を均一に加熱するために長時間加熱する必要が生じる
こと、さらには圧延時の変形抵抗が大きくなることから
、エネルギーコストが増大し好ましくない。また、加熱
温度が８５０℃または９００℃を超えると加熱時のフェ
ライト率の割合が少なくなり、集合組織の発達が少なく
なりヤング率の向上効果が小さくなる。
〜９００℃に限定する必要がある。加熱温度は本発明に
おいて最も重要であり、この温度に加熱後圧延すること
により、α域での累積圧下率を大きくとれない厚鋼板の
製造においてもヤング率の向上に有効な集合組織の発達
を容易にできる。加熱温度が７５０℃未満になると、鋼
片を均一に加熱するために長時間加熱する必要が生じる
こと、さらには圧延時の変形抵抗が大きくなることから
、エネルギーコストが増大し好ましくない。また、加熱
温度が８５０℃または９００℃を超えると加熱時のフェ
ライト率の割合が少なくなり、集合組織の発達が少なく
なりヤング率の向上効果が小さくなる。
つぎに圧延を行なう場合の圧下比は２以上とする必要が
ある。圧下比が２未満の場合には集合組織が十分に発達
せず、ヤング率の向上が認められない。さらに鋼板内の
空孔が圧着されないまま残るために、とくに靭性を著し
く劣化させる。
ある。圧下比が２未満の場合には集合組織が十分に発達
せず、ヤング率の向上が認められない。さらに鋼板内の
空孔が圧着されないまま残るために、とくに靭性を著し
く劣化させる。
さらに、圧延終了温度は６５０〜８００℃とする必要が
ある。圧延を６５０℃未満で終了した場合、フェライト
の延伸化が顕著になるとともにフェライトへの加工量が
大きくなり、靭性を著しく劣化させる。一方、圧延終了
温度が８００℃を超える場合には集合組織の発達が十分
でなく、ヤング率の向上が期待できない。さらに、圧延
後の冷却に関しては空冷または加速冷却いずれも何ら差
しつかえない。なお、本発明において厚鋼板とは板厚６
ｍｍ以上の鋼板をいう。
ある。圧延を６５０℃未満で終了した場合、フェライト
の延伸化が顕著になるとともにフェライトへの加工量が
大きくなり、靭性を著しく劣化させる。一方、圧延終了
温度が８００℃を超える場合には集合組織の発達が十分
でなく、ヤング率の向上が期待できない。さらに、圧延
後の冷却に関しては空冷または加速冷却いずれも何ら差
しつかえない。なお、本発明において厚鋼板とは板厚６
ｍｍ以上の鋼板をいう。
つぎに、成分の限定理由について述べる。
Ｃは必要な引張強度を得るため０．０４％以上または０
．０５％以上の添加が必要である。しかし、Ｃの過度の
添加は溶接性の劣化をもたらすことから、その上限を０
．１５％とする。
．０５％以上の添加が必要である。しかし、Ｃの過度の
添加は溶接性の劣化をもたらすことから、その上限を０
．１５％とする。
Ｓｉは脱酸上鋼に含まれる元素であるが、その過剰添加
は溶接性、溶接熱影響部（ＨＡＺ）靭性を阻害する。従
って、その上限を０．６％とすることが必要である。
は溶接性、溶接熱影響部（ＨＡＺ）靭性を阻害する。従
って、その上限を０．６％とすることが必要である。
Ｍｎは強度、靭性並びに焼入性を確保する上で有用な元
素であり、０．６％以上の添加が必要である。
素であり、０．６％以上の添加が必要である。
しかし、Ｍｎ量が多すぎると溶接性、ＨＡＺ靭性の劣化
を招くため、その上限を２．０％とする。
を招くため、その上限を２．０％とする。
Ｎは一般に不可避的不純物として鋼中に含まれるが、Ｎ
の過量添加はＨＡＺ靭性の劣化を招くため、その上限を
０．０１％とする。
の過量添加はＨＡＺ靭性の劣化を招くため、その上限を
０．０１％とする。
Ａ７は一般に脱酸上鋼に含まれる元素であるが、Ｓｉお
よびＭｎあるいはＴｉによっても脱酸は行なわれるので
、本発明ではＡＩについては下限を限定しない。しかし
、Ａｌ量が多くなると鋼の清浄度が悪くなり、ＨＡＺ靭
性が劣化する・ので上限を０．１％とする。
よびＭｎあるいはＴｉによっても脱酸は行なわれるので
、本発明ではＡＩについては下限を限定しない。しかし
、Ａｌ量が多くなると鋼の清浄度が悪くなり、ＨＡＺ靭
性が劣化する・ので上限を０．１％とする。
なお、Ｐ、Ｓは不可避的不純物として鋼中に含まれる。
これらは母材ならびに溶接部の靭性を劣化させるためそ
の量は極力少ない方が好ましく、それぞれ０．０３％、
０．０１％以下とする。
の量は極力少ない方が好ましく、それぞれ０．０３％、
０．０１％以下とする。
本発明においては、さらに必要によりＮｂ ： ０．０
０３〜０．０６０％、Ｔｉ ： ０．００５〜０．０３
０％、Ｎｉ：１．０％以下、Ｃｕ：１．０％以下、Ｃｒ
： ０．０５〜１．００％、ＭＯ：０．０５〜０．４
％、Ｖ：０．１％以下のうちいずれか１種または２種以
上を含有させる。これらの元素を含有させる主たる目的
は、本発明の特徴を損なうことなく強度、靭性の向上お
よび製造板厚の拡大を可能にすることであり、その添加
量は溶接性およびＨＡＺ靭性等の面から制限される。
０３〜０．０６０％、Ｔｉ ： ０．００５〜０．０３
０％、Ｎｉ：１．０％以下、Ｃｕ：１．０％以下、Ｃｒ
： ０．０５〜１．００％、ＭＯ：０．０５〜０．４
％、Ｖ：０．１％以下のうちいずれか１種または２種以
上を含有させる。これらの元素を含有させる主たる目的
は、本発明の特徴を損なうことなく強度、靭性の向上お
よび製造板厚の拡大を可能にすることであり、その添加
量は溶接性およびＨＡＺ靭性等の面から制限される。
Ｎｂは母材の強度・靭性の向上に有効な元素であり、そ
の量は０．００３％以上必要であるが、Ｎｂの過量添加
はＨＡＺ靭性を劣化させるため、その上限を０．０６％
とする必要がある。
の量は０．００３％以上必要であるが、Ｎｂの過量添加
はＨＡＺ靭性を劣化させるため、その上限を０．０６％
とする必要がある。
Ｔｉは溶接時のオーステナイト粒の粗大化を抑制し、Ｈ
ＡＺ靭性を確保する上で有用である。しかし、０．００
５％未満の添加では効果がなく、また０、０３％超の添
加ではＴｉＣの析出硬化により逆にＨＡＺ靭性の劣化を
招くため、その添加量をｏ、 ｏｏｓ〜０．０３％に限
定する。
ＡＺ靭性を確保する上で有用である。しかし、０．００
５％未満の添加では効果がなく、また０、０３％超の添
加ではＴｉＣの析出硬化により逆にＨＡＺ靭性の劣化を
招くため、その添加量をｏ、 ｏｏｓ〜０．０３％に限
定する。
ＮｉはＨＡＺの硬化性および靭性に悪影響を与えること
なく母材の強度、靭性を向上させる特性をもつが、１．
０％を超えるとＨＡＺの硬化性および靭性上好ましくな
いため、上限を１．０％とする。
なく母材の強度、靭性を向上させる特性をもつが、１．
０％を超えるとＨＡＺの硬化性および靭性上好ましくな
いため、上限を１．０％とする。
ＣｕはＮｉとほぼ同様の効果を持つとともに、耐食性、
耐水素誘起割れ特性にも効果がある。しかし、１．０％
を超えると圧延中にＣｕ−クラックが発生し、製造が困
難になる。このため、上限を１．０％とする。
耐水素誘起割れ特性にも効果がある。しかし、１．０％
を超えると圧延中にＣｕ−クラックが発生し、製造が困
難になる。このため、上限を１．０％とする。
Ｃｒは母材の強度を高める元素であり、０．０５％以上
の添加が必要である。しかし、Ｃｒ量が１．０％を超え
ると溶接性やＨＡＺ靭性を劣化させるため、その上限を
１．０％とする。
の添加が必要である。しかし、Ｃｒ量が１．０％を超え
ると溶接性やＨＡＺ靭性を劣化させるため、その上限を
１．０％とする。
Ｍｏは母材の強度、靭性を共に向上させる元素であり、
０．０５％以上添加しないとその効果がない。
０．０５％以上添加しないとその効果がない。
しかし、０．４％を超えると溶接部靭性および溶接性の
劣化を招き好ましくないため、上限を０．４％に限定す
る。
劣化を招き好ましくないため、上限を０．４％に限定す
る。
■は微細な炭窒化物の形成による強度向上作用を有する
が、０．１％超の添加は靭性の劣化を引き起こすためそ
の上限を０．１％とする。
が、０．１％超の添加は靭性の劣化を引き起こすためそ
の上限を０．１％とする。
次に、本発明の実施例について説明する。
表１，２に供試鋼の化学成分と製造条件および機械的性
質を示す。種々の板厚の鋼板を製造し、機械的性質およ
びヤング率の測定を実施した。ヤング率の測定は鋼板１
／２を部から３市原の試験片を採取し、共振法により求
めた。Ａ−Ｇは実施例、Ｈ−には比較例を示す。実施例
Ａ−ＧはＣ方向のヤング率が２４１５０ｋｇｆ／ｍｍ”
（２１０００の１５％増加）以上を示している。Ｌさ
らにＲ方向においても１．９９５０ｋｇｆ／ｍｍ２（２
１０００の５％低下）以上を示し、ヤング率の低下が小
さい。これに対して、比較例Ｈは加熱温度が高すぎるた
めＣ方向のヤング率か高くならない。比較例■は圧下比
が２未満であるため靭性が劣化している。比較例Ｊは圧
延終了温度か高いためＣ方向のヤング率が高くならない
。比較例には圧延終了温度か低すぎるため靭性か劣化し
ている。
質を示す。種々の板厚の鋼板を製造し、機械的性質およ
びヤング率の測定を実施した。ヤング率の測定は鋼板１
／２を部から３市原の試験片を採取し、共振法により求
めた。Ａ−Ｇは実施例、Ｈ−には比較例を示す。実施例
Ａ−ＧはＣ方向のヤング率が２４１５０ｋｇｆ／ｍｍ”
（２１０００の１５％増加）以上を示している。Ｌさ
らにＲ方向においても１．９９５０ｋｇｆ／ｍｍ２（２
１０００の５％低下）以上を示し、ヤング率の低下が小
さい。これに対して、比較例Ｈは加熱温度が高すぎるた
めＣ方向のヤング率か高くならない。比較例■は圧下比
が２未満であるため靭性が劣化している。比較例Ｊは圧
延終了温度か高いためＣ方向のヤング率が高くならない
。比較例には圧延終了温度か低すぎるため靭性か劣化し
ている。
なお、共振法とは厚鋼板より得た３（ｔ） Ｘｌ０Ｘ２
００（ｊ７）（単位ｎ＋＋ｎ）の試験片（長軸、Ｃ方向
）について、非接触型加振器を用いて共振周波数ｆ、
（−”−）を求める方法であり、ヤング率ＥｅＣ （ｋｇ／ｍｍ’ ）は次の式で与えられる。
００（ｊ７）（単位ｎ＋＋ｎ）の試験片（長軸、Ｃ方向
）について、非接触型加振器を用いて共振周波数ｆ、
（−”−）を求める方法であり、ヤング率ＥｅＣ （ｋｇ／ｍｍ’ ）は次の式で与えられる。
Ｃ
Ｅ ＝９．６５３５ｘ １０−’ ｘ ２ｘρＸ
ｆ ｏ２を 但しρ：密度（ｇｒ／＋ｎｍ３） 〔発明の効果〕 本発明はＲ方向のヤング率を低下させることなくＣ方向
のヤング率が極めて高い鋼板を製造することができ、船
舶や建築構造物の軽量化を図ることができる。
ｆ ｏ２を 但しρ：密度（ｇｒ／＋ｎｍ３） 〔発明の効果〕 本発明はＲ方向のヤング率を低下させることなくＣ方向
のヤング率が極めて高い鋼板を製造することができ、船
舶や建築構造物の軽量化を図ることができる。
Claims (2)
- （１）重量％で、Ｃ：０．０４〜０．１５％、Ｓｉ：０
．６％以下、 Ｍｎ：０．６〜２．０％、 Ｐ：０．０３％以下、 Ｓ：０．０１％以下、、 Ｎ：０．０１％以下、 Ａｌ：０．１０％以下 を含有した鋼片を７５０〜８５０℃の温度範囲に加熱し
た後、圧下比２以上で圧延を行い、６５０〜８００℃の
温度範囲で圧延を終了することを特徴とする特定方向の
ヤング率が高い厚鋼板の製造法。 - （２）重量％で、Ｃ：０．０５〜０．１５％、Ｓｉ：０
．６％以下、 Ｍｎ：０．６〜２．０％、 Ｐ：０．０３％以下、 Ｓ：０．０１％以下、 Ｎ：０．０１％以下、 Ａｌ：０．１０％以下、 必要に応じて Ｎｂ：０．００３〜０．０６０％、 Ｔｉ：０．００５〜０．０３０％、 Ｎｉ：１％以下、 Ｃｕ：１％以下、 Ｃｒ：０．０５〜１．００％、 Ｍｏ：０．０５〜０．４％、 Ｖ：０．１％以下 の一種または二種以上を含有した鋼片を７５０〜９００
℃の温度範囲に加熱した後、圧下比２以上で圧延を行い
、６５０〜８００℃の温度範囲で圧延を終了することを
特徴とする特定方向のヤング率が高い厚鋼板の製造法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2269414A JPH0717948B2 (ja) | 1990-10-09 | 1990-10-09 | 特定方向のヤング率が高い厚鋼板の製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2269414A JPH0717948B2 (ja) | 1990-10-09 | 1990-10-09 | 特定方向のヤング率が高い厚鋼板の製造法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04147916A true JPH04147916A (ja) | 1992-05-21 |
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1990
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