JPH04280917A - 高強度厚板の製造方法 - Google Patents
高強度厚板の製造方法Info
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- JPH04280917A JPH04280917A JP6773091A JP6773091A JPH04280917A JP H04280917 A JPH04280917 A JP H04280917A JP 6773091 A JP6773091 A JP 6773091A JP 6773091 A JP6773091 A JP 6773091A JP H04280917 A JPH04280917 A JP H04280917A
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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
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は高強度を有する調質鋼厚
板の製造方法に関するもので、均質で優れた強度、靱性
が必要な橋梁、海洋構造物、圧力容器、建築等の溶接構
造用材料として有用な厚板の製造方法に関するものであ
る。
板の製造方法に関するもので、均質で優れた強度、靱性
が必要な橋梁、海洋構造物、圧力容器、建築等の溶接構
造用材料として有用な厚板の製造方法に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】従来、上記用途の高強度厚板はオフライ
ン焼入れ、焼戻し熱処理法、またはオンライン焼入れ、
焼戻し熱処理法により製造されている。
ン焼入れ、焼戻し熱処理法、またはオンライン焼入れ、
焼戻し熱処理法により製造されている。
【０００３】即ち、オーステナイト一相域に加熱された
鋼板を水冷し、硬度の高いマルテンサイトや下部ベーナ
イト、ないしこれらの混合組織を得、その後焼戻しを行
って高強度と高靱性を得るのである。オフライン焼入れ
とオンライン焼入れの違いは加熱温度の高低と圧延プロ
セスの有無であるが、いずれも十分時間をかけた加熱を
行い、鋼片内部まで均一に加熱される。その後、オンラ
イン焼入れの場合は圧延を行った後直ちに焼入れ処理が
、そしてオフライン焼入れの場合は加熱、抽出後直ちに
焼入れ熱処理が行われる。
鋼板を水冷し、硬度の高いマルテンサイトや下部ベーナ
イト、ないしこれらの混合組織を得、その後焼戻しを行
って高強度と高靱性を得るのである。オフライン焼入れ
とオンライン焼入れの違いは加熱温度の高低と圧延プロ
セスの有無であるが、いずれも十分時間をかけた加熱を
行い、鋼片内部まで均一に加熱される。その後、オンラ
イン焼入れの場合は圧延を行った後直ちに焼入れ処理が
、そしてオフライン焼入れの場合は加熱、抽出後直ちに
焼入れ熱処理が行われる。
【０００４】しかし、板厚５０ｍｍ以上の厚手鋼板にお
いては、強制冷却を行っても焼入れ冷却速度を高めるこ
とは大きく望めない。
いては、強制冷却を行っても焼入れ冷却速度を高めるこ
とは大きく望めない。
【０００５】そこで、コストを大きく上げずに焼入れ性
を高める手段として、ボロン（Ｂ）を添加し、Ｂによる
焼入れ性向上効果を有効活用することが行われる。しか
し、この場合でも、板厚が厚くなると十分効果を発揮せ
ず、特に板厚中心部の焼入れ性が低下して低温靱性の低
下を引き起こすなど、板厚方向の機械的性質のバラツキ
を大きくしている。この板厚中心部の低温靱性低下を向
上したり、また低温靱性のバラツキを小さくする手段と
して、特願昭６０−２７８０１８号や特願昭６３−４３
９９４号に示されるように、Ｂの焼入れ性向上効果を極
限まで引き出すための製造法がある。
を高める手段として、ボロン（Ｂ）を添加し、Ｂによる
焼入れ性向上効果を有効活用することが行われる。しか
し、この場合でも、板厚が厚くなると十分効果を発揮せ
ず、特に板厚中心部の焼入れ性が低下して低温靱性の低
下を引き起こすなど、板厚方向の機械的性質のバラツキ
を大きくしている。この板厚中心部の低温靱性低下を向
上したり、また低温靱性のバラツキを小さくする手段と
して、特願昭６０−２７８０１８号や特願昭６３−４３
９９４号に示されるように、Ｂの焼入れ性向上効果を極
限まで引き出すための製造法がある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】厚肉調質鋼において、
板厚方向の機械的性質、特に低温靱性が不均質になる理
由は以下の通りである。即ち、調質鋼の場合、焼入れ熱
処理時の冷却速度がポイントとなる。厚鋼板を冷却する
場合、必然的に板厚中心部は遅い冷却速度、表面側は速
い冷却速度となるが、板厚が厚くなるとその差が大きく
なる。その結果、従来法による厚肉調質鋼において、板
厚中心部で靱性が良好な下部ベーナイト組織が得られる
場合、表面部は焼きが過剰に入ったマルテンサイト組織
となって靱性が低いということになり、板厚方向のミク
ロ組織が変化して、機械的性質、特に低温靱性が均質な
ものとならない。
板厚方向の機械的性質、特に低温靱性が不均質になる理
由は以下の通りである。即ち、調質鋼の場合、焼入れ熱
処理時の冷却速度がポイントとなる。厚鋼板を冷却する
場合、必然的に板厚中心部は遅い冷却速度、表面側は速
い冷却速度となるが、板厚が厚くなるとその差が大きく
なる。その結果、従来法による厚肉調質鋼において、板
厚中心部で靱性が良好な下部ベーナイト組織が得られる
場合、表面部は焼きが過剰に入ったマルテンサイト組織
となって靱性が低いということになり、板厚方向のミク
ロ組織が変化して、機械的性質、特に低温靱性が均質な
ものとならない。
【０００７】前述の手段は、あくまでＢの焼入れ性向上
効果を極限まで高める方法である。しかし、これらの方
法は、特に板厚中心部を中心として焼入れ性を向上させ
、板厚方向の機械的性質やバラツキの改善を少しでも図
ろうとするものであるが、前記のような板厚方向の冷却
速度の勾配がある以上、表面部と板厚中心部の機械的性
質、特に低温靱性の不均質は避けられない。
効果を極限まで高める方法である。しかし、これらの方
法は、特に板厚中心部を中心として焼入れ性を向上させ
、板厚方向の機械的性質やバラツキの改善を少しでも図
ろうとするものであるが、前記のような板厚方向の冷却
速度の勾配がある以上、表面部と板厚中心部の機械的性
質、特に低温靱性の不均質は避けられない。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明の要旨は、下記の
通りである。
通りである。
【０００９】重量％で、
Ｃ ：０．０４〜０．２５％、 Ｓｉ：０
．０５〜０．６０％、 Ｍｎ：０．３〜２．０％、 Ｃｕ：
０．０４〜２．５％、 Ｃｒ：０．０４〜２．０％、 Ｍｏ：０
．０４〜１．０％、 Ａｌ：０．０２〜０．１％、 Ｂ ：
０．０００３〜０．００５０％、 Ｎ ：０．００２〜０．０１２％ を基本成分とし、残部鉄および不可避的不純物からなる
鋼板をＡｃ３ ＋２０℃以上１０００℃以下に加熱し、
その後鋼板表面温度が８００℃以上９５０℃以下の温度
で冷却を終了し、その後鋼板冷却終了温度＋１０℃以上
９５０℃以下の温度で０〜３０分保持する再加熱を行っ
た後、Ａｒ３ 点以上から水冷を開始し６００℃以下の
温度で停止する焼入れ処理を行い、その後Ａｃ１ 点以
下の温度で焼戻し処理することを特徴とする板厚方向に
均質な高強度厚板の製造方法。
．０５〜０．６０％、 Ｍｎ：０．３〜２．０％、 Ｃｕ：
０．０４〜２．５％、 Ｃｒ：０．０４〜２．０％、 Ｍｏ：０
．０４〜１．０％、 Ａｌ：０．０２〜０．１％、 Ｂ ：
０．０００３〜０．００５０％、 Ｎ ：０．００２〜０．０１２％ を基本成分とし、残部鉄および不可避的不純物からなる
鋼板をＡｃ３ ＋２０℃以上１０００℃以下に加熱し、
その後鋼板表面温度が８００℃以上９５０℃以下の温度
で冷却を終了し、その後鋼板冷却終了温度＋１０℃以上
９５０℃以下の温度で０〜３０分保持する再加熱を行っ
た後、Ａｒ３ 点以上から水冷を開始し６００℃以下の
温度で停止する焼入れ処理を行い、その後Ａｃ１ 点以
下の温度で焼戻し処理することを特徴とする板厚方向に
均質な高強度厚板の製造方法。
【００１０】重量％で、
Ｃ ：０．０４〜０．２５％、 Ｓｉ：０
．０５〜０．６０％、 Ｍｎ：０．３〜２．０％、 Ｃｕ：
０．０４〜２．５％、 Ｃｒ：０．０４〜２．０％、 Ｍｏ：０
．０４〜１．０％、 Ａｌ：０．０２〜０．１％、 Ｂ ：
０．０００３〜０．００５０％、 Ｎ ：０．００２〜０．０１２％ を基本成分とし、これに Ｖ ：０．１％以下、
Ｎｂ：０．１％以下、 Ｗ ：１．５％以下、
Ｔａ：０．０５％以下 からなる強度向上元素群のうちの１種または２種以上を
含有し、残部鉄および不可避的不純物からなる鋼板をＡ
ｃ３ ＋２０℃以上１０００℃以下に加熱し、その後鋼
板表面温度が８００℃以上９５０℃以下の温度で冷却を
終了し、その後鋼板冷却終了温度＋１０℃以上９５０℃
以下の温度で０〜３０分保持する再加熱を行った後、Ａ
ｒ３ 点以上から水冷を開始し６００℃以下の温度で停
止する焼入れ処理を行い、その後Ａｃ１ 点以下の温度
で焼戻し処理することを特徴とする板厚方向に均質な高
強度厚板の製造方法。
．０５〜０．６０％、 Ｍｎ：０．３〜２．０％、 Ｃｕ：
０．０４〜２．５％、 Ｃｒ：０．０４〜２．０％、 Ｍｏ：０
．０４〜１．０％、 Ａｌ：０．０２〜０．１％、 Ｂ ：
０．０００３〜０．００５０％、 Ｎ ：０．００２〜０．０１２％ を基本成分とし、これに Ｖ ：０．１％以下、
Ｎｂ：０．１％以下、 Ｗ ：１．５％以下、
Ｔａ：０．０５％以下 からなる強度向上元素群のうちの１種または２種以上を
含有し、残部鉄および不可避的不純物からなる鋼板をＡ
ｃ３ ＋２０℃以上１０００℃以下に加熱し、その後鋼
板表面温度が８００℃以上９５０℃以下の温度で冷却を
終了し、その後鋼板冷却終了温度＋１０℃以上９５０℃
以下の温度で０〜３０分保持する再加熱を行った後、Ａ
ｒ３ 点以上から水冷を開始し６００℃以下の温度で停
止する焼入れ処理を行い、その後Ａｃ１ 点以下の温度
で焼戻し処理することを特徴とする板厚方向に均質な高
強度厚板の製造方法。
【００１１】重量％で、
Ｃ ：０．０４〜０．２５％、 Ｓｉ：０
．０５〜０．６０％、 Ｍｎ：０．３〜２．０％、 Ｃｕ：
０．０４〜２．５％、 Ｃｒ：０．０４〜２．０％、 Ｍｏ：０
．０４〜１．０％、 Ａｌ：０．０２〜０．１％、 Ｂ ：
０．０００３〜０．００５０％、 Ｎ ：０．００２〜０．０１２％ を基本成分とし、これに Ｖ ：０．１％以下、
Ｎｂ：０．１％以下、 Ｗ ：１．５％以下、
Ｔａ：０．０５％以下 からなる強度向上元素群のうちの１種または２種以上と
、 Ｎｉ：５．０％以下、 Ｔ
ｉ：０．１％以下、 Ｃａ：０．０００５〜０．００６０％、希土類元素：０
．０３％以下 の低温靱性向上・均質化元素群のうちの１種または２種
以上を含有し、残部鉄および不可避的不純物からなる鋼
板をＡｃ３ ＋２０℃以上１０００℃以下に加熱し、そ
の後鋼板表面温度が８００℃以上９５０℃以下の温度で
冷却を終了し、その後鋼板冷却終了温度＋１０℃以上９
５０℃以下の温度で０〜３０分保持する再加熱を行った
後、Ａｒ３ 点以上から水冷を開始し６００℃以下の温
度で停止する焼入れ処理を行い、その後Ａｃ１ 点以下
の温度で焼戻し処理することを特徴とする板厚方向に均
質な高強度厚板の製造方法。
．０５〜０．６０％、 Ｍｎ：０．３〜２．０％、 Ｃｕ：
０．０４〜２．５％、 Ｃｒ：０．０４〜２．０％、 Ｍｏ：０
．０４〜１．０％、 Ａｌ：０．０２〜０．１％、 Ｂ ：
０．０００３〜０．００５０％、 Ｎ ：０．００２〜０．０１２％ を基本成分とし、これに Ｖ ：０．１％以下、
Ｎｂ：０．１％以下、 Ｗ ：１．５％以下、
Ｔａ：０．０５％以下 からなる強度向上元素群のうちの１種または２種以上と
、 Ｎｉ：５．０％以下、 Ｔ
ｉ：０．１％以下、 Ｃａ：０．０００５〜０．００６０％、希土類元素：０
．０３％以下 の低温靱性向上・均質化元素群のうちの１種または２種
以上を含有し、残部鉄および不可避的不純物からなる鋼
板をＡｃ３ ＋２０℃以上１０００℃以下に加熱し、そ
の後鋼板表面温度が８００℃以上９５０℃以下の温度で
冷却を終了し、その後鋼板冷却終了温度＋１０℃以上９
５０℃以下の温度で０〜３０分保持する再加熱を行った
後、Ａｒ３ 点以上から水冷を開始し６００℃以下の温
度で停止する焼入れ処理を行い、その後Ａｃ１ 点以下
の温度で焼戻し処理することを特徴とする板厚方向に均
質な高強度厚板の製造方法。
【００１２】
【作用】本発明者らは、板厚方向に均質で優れた低温靱
性を有する板厚５０ｍｍ以上の厚肉調質鋼を開発するこ
とを目的に、鋼およびその製造法につき種々実験した結
果、所期の目的を達成する製造法を見出した。
性を有する板厚５０ｍｍ以上の厚肉調質鋼を開発するこ
とを目的に、鋼およびその製造法につき種々実験した結
果、所期の目的を達成する製造法を見出した。
【００１３】即ち、本発明は、焼入れ性を高めるボロン
がオーステナイト域で冷却後、加熱されると焼入れ性を
高める効果を消失すること、および、これを厚板鋼板に
適用する場合、この厚板鋼板で冷却、加熱を連続して施
すと温度の下降量と上昇量は熱伝達の原理から板表面側
ほど大きくなり、板厚表面側は焼入れ性に有効なＢが無
効となる量が多くなり、結局焼入れ性に有効なＢ量との
関係で板厚中心側ほど焼入れ性の高い勾配ができること
に基づいている。
がオーステナイト域で冷却後、加熱されると焼入れ性を
高める効果を消失すること、および、これを厚板鋼板に
適用する場合、この厚板鋼板で冷却、加熱を連続して施
すと温度の下降量と上昇量は熱伝達の原理から板表面側
ほど大きくなり、板厚表面側は焼入れ性に有効なＢが無
効となる量が多くなり、結局焼入れ性に有効なＢ量との
関係で板厚中心側ほど焼入れ性の高い勾配ができること
に基づいている。
【００１４】一方、焼入れ冷却速度は板表面側ほど大き
く、板厚中心部側ほど小さい。このことから、焼入れ前
オーステナイト域で加熱・昇温を行うことにより、板表
面側は冷却速度は速いが焼入れ性を高めるＢが少なく、
板厚中心側は冷却速度は遅いが焼入れ性を高めるＢが多
いことになり、冷却速度の大小とＢの焼入れ性向上消失
の程度とが補完し合って板厚方向表面から中心まで類似
のミクロ組織となり、より均質な機械的性質、特に低温
靱性が得られる。
く、板厚中心部側ほど小さい。このことから、焼入れ前
オーステナイト域で加熱・昇温を行うことにより、板表
面側は冷却速度は速いが焼入れ性を高めるＢが少なく、
板厚中心側は冷却速度は遅いが焼入れ性を高めるＢが多
いことになり、冷却速度の大小とＢの焼入れ性向上消失
の程度とが補完し合って板厚方向表面から中心まで類似
のミクロ組織となり、より均質な機械的性質、特に低温
靱性が得られる。
【００１５】以下、本発明の作用を詳細に説明する。
【００１６】まず、本発明において鋼成分を限定した理
由を述べる。
由を述べる。
【００１７】Ｃ：Ｃは焼入れ性を向上させ、強度確保に
必要な元素であり、その効果を出すために０．０４％以
上必要であるが、０．２５％を超えると溶接性を低下さ
せると共に、靱性を低下させることから、０．０４〜０
．２５％に限定する。
必要な元素であり、その効果を出すために０．０４％以
上必要であるが、０．２５％を超えると溶接性を低下さ
せると共に、靱性を低下させることから、０．０４〜０
．２５％に限定する。
【００１８】Ｓｉ：Ｓｉは製鋼上脱酸元素として必要で
あり、また強度確保のため０．０５％以上必要である。 一方、０．６０％を超えると溶接性、および母材とＨＡ
Ｚの靱性が低下するため０．０５〜０．６０％に限定す
る。
あり、また強度確保のため０．０５％以上必要である。 一方、０．６０％を超えると溶接性、および母材とＨＡ
Ｚの靱性が低下するため０．０５〜０．６０％に限定す
る。
【００１９】Ｍｎ：Ｍｎは焼入れ性を向上させ、強度・
靱性を確保するため０．３％以上必要であるが、２．０
％超では靱性を損なうと共に、ＨＡＺの硬化を生じ溶接
性を損なうので、０．３〜２．０％に限定する。
靱性を確保するため０．３％以上必要であるが、２．０
％超では靱性を損なうと共に、ＨＡＺの硬化を生じ溶接
性を損なうので、０．３〜２．０％に限定する。
【００２０】Ｃｕ：Ｃｕは焼入れ性や強度を上げるのに
有用な元素で、その効果を出すのに０．０４％以上必要
であるが、一方、２．５％を超えると溶接時に熱間割れ
が生じ易くなるため、これを上限とする。
有用な元素で、その効果を出すのに０．０４％以上必要
であるが、一方、２．５％を超えると溶接時に熱間割れ
が生じ易くなるため、これを上限とする。
【００２１】Ｃｒ：Ｃｒは焼入れ性や強度を上げるのに
有用で、この効果を出すのに０．０４％以上必要である
が、一方、２．０％を超えると溶接性、靱性を低下させ
るので、これを上限とする。
有用で、この効果を出すのに０．０４％以上必要である
が、一方、２．０％を超えると溶接性、靱性を低下させ
るので、これを上限とする。
【００２２】Ｍｏ：Ｍｏは焼入れ性を向上させ、強度を
上げ、且つ、焼戻し脆性を防止するのに有用であり、そ
の効果を出すのに０．０４％以上必要であるが、一方、
１．０％を超えるとＨＡＺを著しく硬化させ、溶接性、
靱性を低下させるので、これを上限とする。
上げ、且つ、焼戻し脆性を防止するのに有用であり、そ
の効果を出すのに０．０４％以上必要であるが、一方、
１．０％を超えるとＨＡＺを著しく硬化させ、溶接性、
靱性を低下させるので、これを上限とする。
【００２３】Ａｌ：Ａｌは細粒化を図り、且つ、焼入れ
性に有効なＢを得るのに必要で、その効果を奏するには
０．０２％以上必要であるが、０．１％を超えた添加は
アルミナ系介在物を増加させ、鋼板の清浄性・靱性を損
なうので、０．０２〜０．１％に限定した。
性に有効なＢを得るのに必要で、その効果を奏するには
０．０２％以上必要であるが、０．１％を超えた添加は
アルミナ系介在物を増加させ、鋼板の清浄性・靱性を損
なうので、０．０２〜０．１％に限定した。
【００２４】Ｂ：Ｂは鋼の焼入れ性を向上させるのに必
須元素であり、且つ、板厚方向各位置の焼入れ性を制御
する重要元素である。焼入れ性向上効果を奏するのに０
．０００３％以上必要であり、また、０．００５％を超
える添加はＢ系介在物を多くして靱性を阻害するので、
０．０００３〜０．００５％に限定する。
須元素であり、且つ、板厚方向各位置の焼入れ性を制御
する重要元素である。焼入れ性向上効果を奏するのに０
．０００３％以上必要であり、また、０．００５％を超
える添加はＢ系介在物を多くして靱性を阻害するので、
０．０００３〜０．００５％に限定する。
【００２５】Ｎ：ＮはＡｌやＴｉと結合して窒化物を形
成し、オーステナイト粒の粗大化防止に有効で、そのた
め０．００２％以上必要であるが、一方、多くなり０．
０１２％を超えるとＢと結びついてＢＮとなり、焼入れ
性に資するＢを減少させると共に溶接ＨＡＺ靱性を阻害
するので、０．００２〜０．０１２％に限定する。
成し、オーステナイト粒の粗大化防止に有効で、そのた
め０．００２％以上必要であるが、一方、多くなり０．
０１２％を超えるとＢと結びついてＢＮとなり、焼入れ
性に資するＢを減少させると共に溶接ＨＡＺ靱性を阻害
するので、０．００２〜０．０１２％に限定する。
【００２６】本発明では、上記必須基本成分の他に、要
求される鋼の特性に応じて、以下の元素を１種または２
種以上選択的に含有させることができる。
求される鋼の特性に応じて、以下の元素を１種または２
種以上選択的に含有させることができる。
【００２７】Ｖ、Ｎｂ、ＷおよびＴａは鋼の強度を向上
させるという均等的作用を持つもので、必要に応じて１
種または２種以上含有させるが、それぞれ、Ｖ：０．１
％、Ｎｂ：０．１％、Ｗ：１．５％、およびＴａ：０．
０５％の上限を超えて含有させても、溶接性を阻害し、
且つ、高価になり過ぎる悪影響が出るため、上記強度向
上元素のそれぞれの成分上限を定めた。
させるという均等的作用を持つもので、必要に応じて１
種または２種以上含有させるが、それぞれ、Ｖ：０．１
％、Ｎｂ：０．１％、Ｗ：１．５％、およびＴａ：０．
０５％の上限を超えて含有させても、溶接性を阻害し、
且つ、高価になり過ぎる悪影響が出るため、上記強度向
上元素のそれぞれの成分上限を定めた。
【００２８】また、Ｎｉ、Ｔｉ、Ｃａおよび希土類元素
は鋼の低温靱性を向上・均質化させるという均等的作用
を持つもので、必要に応じて１種または２種以上含有さ
せるが、それぞれ、Ｎｉ：５．０％、Ｔｉ：０．１％、
Ｃａ：０．００６０％、および希土類元素：０．０３％
の上限を超えて含有させても、いたずらに高価となり、
且つ、溶接性や均質性を阻害するため、上記靱性向上・
均質化元素のそれぞれの上限を定めた。
は鋼の低温靱性を向上・均質化させるという均等的作用
を持つもので、必要に応じて１種または２種以上含有さ
せるが、それぞれ、Ｎｉ：５．０％、Ｔｉ：０．１％、
Ｃａ：０．００６０％、および希土類元素：０．０３％
の上限を超えて含有させても、いたずらに高価となり、
且つ、溶接性や均質性を阻害するため、上記靱性向上・
均質化元素のそれぞれの上限を定めた。
【００２９】上記成分のほかに、不可避的不純物として
Ｐ、Ｓなどは靱性を低下させる有害な元素であるからそ
の量は少ない方がよく、好ましくは、Ｐ≦０．０１０％
、Ｓ≦０．００５％である。
Ｐ、Ｓなどは靱性を低下させる有害な元素であるからそ
の量は少ない方がよく、好ましくは、Ｐ≦０．０１０％
、Ｓ≦０．００５％である。
【００３０】次に、本発明の製造法につき述べる。
【００３１】上記のような鋼成分であっても、厚肉材の
板厚方向の特性均質化のためには製造方法が適切でなけ
ればならない。ここで、鋼板の熱処理、水冷、焼戻し条
件の限定理由について説明する。
板厚方向の特性均質化のためには製造方法が適切でなけ
ればならない。ここで、鋼板の熱処理、水冷、焼戻し条
件の限定理由について説明する。
【００３２】まず、鋼板熱処理のため加熱を行うが、そ
の温度は合金元素や析出元素の固溶を図り、焼入れ性を
確保するためオーステナイト一相域への加熱が必要であ
る。熱処理炉内の温度バラツキを含め、安定してオース
テナイト一相域とするために下限温度はＡｃ３ ＋２０
℃とする。また、１０００℃超の加熱はオーステナイト
粒の粗大化を生じ、低温靱性を阻害するので、上限を１
０００℃とする。
の温度は合金元素や析出元素の固溶を図り、焼入れ性を
確保するためオーステナイト一相域への加熱が必要であ
る。熱処理炉内の温度バラツキを含め、安定してオース
テナイト一相域とするために下限温度はＡｃ３ ＋２０
℃とする。また、１０００℃超の加熱はオーステナイト
粒の粗大化を生じ、低温靱性を阻害するので、上限を１
０００℃とする。
【００３３】次に、熱処理加熱後の冷却および再加熱の
条件は、焼入れ性に有効なＢを表面側では少なく、板厚
中心側では多くする適切なＢ分布を得るために、相互に
関連している。
条件は、焼入れ性に有効なＢを表面側では少なく、板厚
中心側では多くする適切なＢ分布を得るために、相互に
関連している。
【００３４】熱処理加熱後水冷前の鋼板表面温度が８０
０℃未満になるとフェライト変態が生じ易くなり、焼入
れ組織が得にくくなり、靱性低下を起こすため、熱処理
加熱後の温度は８００℃以上とする。一方、熱処理加熱
後の鋼板表面温度が高過ぎると後の再加熱温度を著しく
高めねばならず、製造能率が低下するので、熱処理加熱
後の鋼板表面温度の上限を９５０℃とする。
０℃未満になるとフェライト変態が生じ易くなり、焼入
れ組織が得にくくなり、靱性低下を起こすため、熱処理
加熱後の温度は８００℃以上とする。一方、熱処理加熱
後の鋼板表面温度が高過ぎると後の再加熱温度を著しく
高めねばならず、製造能率が低下するので、熱処理加熱
後の鋼板表面温度の上限を９５０℃とする。
【００３５】その後、再加熱を行うと鋼板表面側は一旦
Ａｒ３ 点近くまで低下していた温度が上昇する。この
再加熱に移る前の熱処理後の冷却（空冷）時には、焼入
れ性に有効なＢは板厚方向各位置に均等に分布する。そ
の後の上昇過程で焼入れ性に有効な粒界偏析Ｂが析出し
、焼入れ性向上に無効となる。図２はＡ鋼の製造条件Ｎ
ｏ．１の焼入れ状態の表面部（ａ）と板厚中心部（ｂ）
のＢの分布をフィッショントラック法で見たものである
。板厚中心部ではＢが粒界に偏析し、焼入れ性向上に有
効な状態を保っているのに対し、表面部ではＢの析出が
起こり、焼入れ性向上に無効なものとなっていることが
分かる。無効の程度は再加熱時の温度上昇量と対応する
。焼入れ性向上に効くＢの無効化程度は板厚中心部ほど
少ない。図１に焼入れ性に及ぼす再加熱時の昇温量の影
響を示す。昇温量１０℃以上で焼入れ性低下が大きいこ
とが分かる。以上から、再加熱の温度は下限を鋼板冷却
終了温度＋１０℃とする。また、再加熱温度の上限は、
９５０℃を越すと熱処理後鋼板の再加熱に時間がかかり
過ぎ、製造能率が落ちるので、９５０℃を上限とする。 再加熱温度における保持時間は、オーステナイト域での
保持が長くなり過ぎるとＢの無効化が進み、板厚中心部
の焼入れ性が低下するので、最大３０分とする。
Ａｒ３ 点近くまで低下していた温度が上昇する。この
再加熱に移る前の熱処理後の冷却（空冷）時には、焼入
れ性に有効なＢは板厚方向各位置に均等に分布する。そ
の後の上昇過程で焼入れ性に有効な粒界偏析Ｂが析出し
、焼入れ性向上に無効となる。図２はＡ鋼の製造条件Ｎ
ｏ．１の焼入れ状態の表面部（ａ）と板厚中心部（ｂ）
のＢの分布をフィッショントラック法で見たものである
。板厚中心部ではＢが粒界に偏析し、焼入れ性向上に有
効な状態を保っているのに対し、表面部ではＢの析出が
起こり、焼入れ性向上に無効なものとなっていることが
分かる。無効の程度は再加熱時の温度上昇量と対応する
。焼入れ性向上に効くＢの無効化程度は板厚中心部ほど
少ない。図１に焼入れ性に及ぼす再加熱時の昇温量の影
響を示す。昇温量１０℃以上で焼入れ性低下が大きいこ
とが分かる。以上から、再加熱の温度は下限を鋼板冷却
終了温度＋１０℃とする。また、再加熱温度の上限は、
９５０℃を越すと熱処理後鋼板の再加熱に時間がかかり
過ぎ、製造能率が落ちるので、９５０℃を上限とする。 再加熱温度における保持時間は、オーステナイト域での
保持が長くなり過ぎるとＢの無効化が進み、板厚中心部
の焼入れ性が低下するので、最大３０分とする。
【００３６】以上の操作によって、焼入れ性に効く有効
Ｂに対応して、板厚方向で表面側は低く、板厚中心部側
は高い焼入れ性の分布を持った鋼板となる。次に、焼入
れ処理としてこれを水冷するが、この水冷にあたっては
、フェライト変態が生じると強度・靱性の低下を起こす
ので、これを防止するためＡｒ３ 点以上から水冷開始
する必要がある。水冷時の板厚各部位の冷却速度は、表
面が速く、内部が遅い冷却速度となる。このようにして
、冷却速度とＢの焼入れ性向上効果が補完し合って、水
冷後得られる焼入れ組織は板厚方向に均質で良好なもの
となる。
Ｂに対応して、板厚方向で表面側は低く、板厚中心部側
は高い焼入れ性の分布を持った鋼板となる。次に、焼入
れ処理としてこれを水冷するが、この水冷にあたっては
、フェライト変態が生じると強度・靱性の低下を起こす
ので、これを防止するためＡｒ３ 点以上から水冷開始
する必要がある。水冷時の板厚各部位の冷却速度は、表
面が速く、内部が遅い冷却速度となる。このようにして
、冷却速度とＢの焼入れ性向上効果が補完し合って、水
冷後得られる焼入れ組織は板厚方向に均質で良好なもの
となる。
【００３７】焼入れまたは水冷は焼きを十分入れるため
６００℃以下、望ましくは３００℃以下まで冷却する。 このようにして焼入れまたは水冷された鋼は、その後Ａ
ｃ１ 点以下の温度で焼戻し処理を行う必要がある。こ
の焼戻し処理は、焼入れ組織からの析出強化元素の析出
を十分図るためであると共に、焼入れ組織の回復、軟化
を行い、靱性を得るためである。Ａｃ１ 点を超えた温
度では強度、靱性が著しく低下するので、Ａｃ１ 点以
下とする。
６００℃以下、望ましくは３００℃以下まで冷却する。 このようにして焼入れまたは水冷された鋼は、その後Ａ
ｃ１ 点以下の温度で焼戻し処理を行う必要がある。こ
の焼戻し処理は、焼入れ組織からの析出強化元素の析出
を十分図るためであると共に、焼入れ組織の回復、軟化
を行い、靱性を得るためである。Ａｃ１ 点を超えた温
度では強度、靱性が著しく低下するので、Ａｃ１ 点以
下とする。
【００３８】こうして焼戻しを行った結果、板厚方向に
均質で良好な機械的性質、特に低温靱性を得ることがで
きる。
均質で良好な機械的性質、特に低温靱性を得ることがで
きる。
【００３９】鋼板板厚は、上記した効果を得るため５０
ｍｍ以上が望ましい。
ｍｍ以上が望ましい。
【００４０】
【実施例】次に、本発明の実施例について説明する。表
１に示す組成を有する鋼を溶製して得た鋼板を表２に示
す。本発明法と比較法の各々の製造条件に基づいて板厚
５０〜７５ｍｍの鋼板を製造した。これらについて、母
材の機械的性質を板厚各部で調査した。その結果を表３
〜５に示す。
１に示す組成を有する鋼を溶製して得た鋼板を表２に示
す。本発明法と比較法の各々の製造条件に基づいて板厚
５０〜７５ｍｍの鋼板を製造した。これらについて、母
材の機械的性質を板厚各部で調査した。その結果を表３
〜５に示す。
【００４１】
【表１】
【００４２】
【表２】
【００４３】
【表３】
【００４４】
【表４】
【００４５】
【表５】
【００４６】製造条件Ｎｏ．９は従来プロセスのオフラ
イン焼入れ−焼戻し材であるが、表３〜５で分かるよう
に、表面部の低温靱性が低い。Ｎｏ．８と１３は加熱温
度が高すぎる場合であるが、それぞれの鋼について本発
明法で得られる結果と比べ、低温靱性のレベルが相対的
にかなり低い。また、再加熱による温度上昇量が１０℃
未満のものはＮｏ．７と１１であるが、それぞれ本発明
法で得られる機械的性質に比し、Ｂによる焼入れ性向上
効果の防止が不十分なため表面側に焼きが入りすぎ、低
温靱性が低下している。次に、再加熱到達温度での保持
時間が長すぎる場合をＮｏ．１４に示すが、本発明法Ｎ
ｏ．１２に比べ焼入れ性が低下し、低温靱性が低い。さ
らに、冷却開始温度の低下しすぎた例をＮｏ．２と４に
示すが、それぞれ本発明法Ｎｏ．１と３に比べ焼入れ性
が低下しているため、低温靱性のレベルが低い。
イン焼入れ−焼戻し材であるが、表３〜５で分かるよう
に、表面部の低温靱性が低い。Ｎｏ．８と１３は加熱温
度が高すぎる場合であるが、それぞれの鋼について本発
明法で得られる結果と比べ、低温靱性のレベルが相対的
にかなり低い。また、再加熱による温度上昇量が１０℃
未満のものはＮｏ．７と１１であるが、それぞれ本発明
法で得られる機械的性質に比し、Ｂによる焼入れ性向上
効果の防止が不十分なため表面側に焼きが入りすぎ、低
温靱性が低下している。次に、再加熱到達温度での保持
時間が長すぎる場合をＮｏ．１４に示すが、本発明法Ｎ
ｏ．１２に比べ焼入れ性が低下し、低温靱性が低い。さ
らに、冷却開始温度の低下しすぎた例をＮｏ．２と４に
示すが、それぞれ本発明法Ｎｏ．１と３に比べ焼入れ性
が低下しているため、低温靱性のレベルが低い。
【００４７】これらの比較例に比べ、本発明法によるも
のはいずれも板厚全体にわたって良好で均一な低温靱性
が得られている。
のはいずれも板厚全体にわたって良好で均一な低温靱性
が得られている。
【００４８】
【発明の効果】以上詳細に述べたように、特に板厚５０
ｍｍ以上の厚板に本発明法を適用すると、板厚方向全体
に類似のミクロ組織が得られるので、板厚全体に均質な
機械的性質、特に良好で均一な低温靱性を付与すること
ができる。
ｍｍ以上の厚板に本発明法を適用すると、板厚方向全体
に類似のミクロ組織が得られるので、板厚全体に均質な
機械的性質、特に良好で均一な低温靱性を付与すること
ができる。
【図１】焼入れ硬さに及ぼす再加熱昇温量の影響を示す
図である。
図である。
【図２】Ａ鋼の製造条件Ｎｏ．１による焼入れ状態の金
属組織におけるＢの分布を表面部（ａ）と板厚中心部（
ｂ）についてフィッショントラック法で見た写真である
。
属組織におけるＢの分布を表面部（ａ）と板厚中心部（
ｂ）についてフィッショントラック法で見た写真である
。
Claims (3)
- 【請求項１】 重量％で、 Ｃ ：０．０４〜０．２５％、 Ｓｉ：０
．０５〜０．６０％、 Ｍｎ：０．３〜２．０％、 Ｃｕ：
０．０４〜２．５％、 Ｃｒ：０．０４〜２．０％、 Ｍｏ：０
．０４〜１．０％、 Ａｌ：０．０２〜０．１％、 Ｂ ：
０．０００３〜０．００５０％、 Ｎ ：０．００２〜０．０１２％ を基本成分とし、残部鉄および不可避的不純物からなる
鋼板をＡｃ３ ＋２０℃以上１０００℃以下に加熱し、
その後鋼板表面温度が８００℃以上９５０℃以下の温度
で冷却を終了し、その後鋼板冷却終了温度＋１０℃以上
９５０℃以下の温度で０〜３０分保持する再加熱を行っ
た後、Ａｒ３ 点以上から水冷を開始し６００℃以下の
温度で停止する焼入れ処理を行い、その後Ａｃ１ 点以
下の温度で焼戻し処理することを特徴とする板厚方向に
均質な高強度厚板の製造方法。 - 【請求項２】 重量％で、 Ｃ ：０．０４〜０．２５％、 Ｓｉ：０
．０５〜０．６０％、 Ｍｎ：０．３〜２．０％、 Ｃｕ：
０．０４〜２．５％、 Ｃｒ：０．０４〜２．０％、 Ｍｏ：０
．０４〜１．０％、 Ａｌ：０．０２〜０．１％、 Ｂ ：
０．０００３〜０．００５０％、 Ｎ ：０．００２〜０．０１２％ を基本成分とし、これに Ｖ ：０．１％以下、
Ｎｂ：０．１％以下、 Ｗ ：１．５％以下、
Ｔａ：０．０５％以下 からなる強度向上元素群のうちの１種または２種以上を
含有し、残部鉄および不可避的不純物からなる鋼板をＡ
ｃ３ ＋２０℃以上１０００℃以下に加熱し、その後鋼
板表面温度が８００℃以上９５０℃以下の温度で冷却を
終了し、その後鋼板冷却終了温度＋１０℃以上９５０℃
以下の温度で０〜３０分保持する再加熱を行った後、Ａ
ｒ３ 点以上から水冷を開始し６００℃以下の温度で停
止する焼入れ処理を行い、その後Ａｃ１ 点以下の温度
で焼戻し処理することを特徴とする板厚方向に均質な高
強度厚板の製造方法。 - 【請求項３】 重量％で、 Ｃ ：０．０４〜０．２５％、 Ｓｉ：０
．０５〜０．６０％、 Ｍｎ：０．３〜２．０％、 Ｃｕ：
０．０４〜２．５％、 Ｃｒ：０．０４〜２．０％、 Ｍｏ：０
．０４〜１．０％、 Ａｌ：０．０２〜０．１％、 Ｂ ：
０．０００３〜０．００５０％、 Ｎ ：０．００２〜０．０１２％ を基本成分とし、これに Ｖ ：０．１％以下、
Ｎｂ：０．１％以下、 Ｗ ：１．５％以下、
Ｔａ：０．０５％以下 からなる強度向上元素群のうちの１種または２種以上と
、 Ｎｉ：５．０％以下、 Ｔ
ｉ：０．１％以下、 Ｃａ：０．０００５〜０．００６０％、希土類元素：０
．０３％以下 の低温靱性向上・均質化元素群のうちの１種または２種
以上を含有し、残部鉄および不可避的不純物からなる鋼
板をＡｃ３ ＋２０℃以上１０００℃以下に加熱し、そ
の後鋼板表面温度が８００℃以上９５０℃以下の温度で
冷却を終了し、その後鋼板冷却終了温度＋１０℃以上９
５０℃以下の温度で０〜３０分保持する再加熱を行った
後、Ａｒ３ 点以上から水冷を開始し６００℃以下の温
度で停止する焼入れ処理を行い、その後Ａｃ１ 点以下
の温度で焼戻し処理することを特徴とする板厚方向に均
質な高強度厚板の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6773091A JPH04280917A (ja) | 1991-03-08 | 1991-03-08 | 高強度厚板の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6773091A JPH04280917A (ja) | 1991-03-08 | 1991-03-08 | 高強度厚板の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04280917A true JPH04280917A (ja) | 1992-10-06 |
Family
ID=13353368
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6773091A Withdrawn JPH04280917A (ja) | 1991-03-08 | 1991-03-08 | 高強度厚板の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04280917A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2017002883A1 (ja) * | 2015-06-30 | 2017-01-05 | 新日鐵住金株式会社 | 高強度冷延鋼板、高強度溶融亜鉛めっき鋼板、および高強度合金化溶融亜鉛めっき鋼板 |
| JP2017186592A (ja) * | 2016-04-04 | 2017-10-12 | 新日鐵住金株式会社 | 表層と板厚中心部の硬度に優れ、かつ表層と中心の硬度差の小さい板厚２００ｍｍ超の厚鋼板およびその製造方法 |
-
1991
- 1991-03-08 JP JP6773091A patent/JPH04280917A/ja not_active Withdrawn
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2017002883A1 (ja) * | 2015-06-30 | 2017-01-05 | 新日鐵住金株式会社 | 高強度冷延鋼板、高強度溶融亜鉛めっき鋼板、および高強度合金化溶融亜鉛めっき鋼板 |
| JP6108046B1 (ja) * | 2015-06-30 | 2017-04-05 | 新日鐵住金株式会社 | 高強度冷延鋼板、高強度溶融亜鉛めっき鋼板、および高強度合金化溶融亜鉛めっき鋼板 |
| US10724114B2 (en) | 2015-06-30 | 2020-07-28 | Nippon Steel Corporation | High-strength cold-rolled steel sheet, high-strength hot-dip galvanized steel sheet and high-strength galvannealed steel sheet |
| JP2017186592A (ja) * | 2016-04-04 | 2017-10-12 | 新日鐵住金株式会社 | 表層と板厚中心部の硬度に優れ、かつ表層と中心の硬度差の小さい板厚２００ｍｍ超の厚鋼板およびその製造方法 |
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|---|---|---|---|
| A300 | Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed |
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