JPH05148582A - 電子ビーム溶接用高張力鋼板 - Google Patents
電子ビーム溶接用高張力鋼板Info
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- JPH05148582A JPH05148582A JP33792091A JP33792091A JPH05148582A JP H05148582 A JPH05148582 A JP H05148582A JP 33792091 A JP33792091 A JP 33792091A JP 33792091 A JP33792091 A JP 33792091A JP H05148582 A JPH05148582 A JP H05148582A
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- welding
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Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【目的】 電子ビーム溶接継手部靱性に優れた溶接後熱
処理のない電子ビーム溶接用高張力鋼板の開発。 【構成】 １．重量比で、Ｃ：０．０２〜０．２０％，
Ｓｉ：０．１〜０．７％，Ｍｎ：０．５〜２．０％，
Ｐ：０．０５％以下、Ｓ：０．０５％以下、Ｎ：０．０
１％以下、で残部Ｆｅ及び不可避的成分からなり、さら
にＣ量が０．０２〜０．２０％で、焼入臨界直径Ｄｉが
１２．７〜３８１ｍｍの範囲で、且つＣ量とＤｉ（ｃａ
ｌ）との関係がある特定範囲にあることを特徴とする電
子ビーム溶接用高張力鋼板。２．鋼板がさらにＣｕ，Ｎ
ｉ，Ｃｒ，Ｍｏ，Ｖ，Ａｌ，Ｔｉ，Ｎｂ，Ｂの１種以上
を含有することを特徴とする電子ビーム溶接用高張力鋼
板。
処理のない電子ビーム溶接用高張力鋼板の開発。 【構成】 １．重量比で、Ｃ：０．０２〜０．２０％，
Ｓｉ：０．１〜０．７％，Ｍｎ：０．５〜２．０％，
Ｐ：０．０５％以下、Ｓ：０．０５％以下、Ｎ：０．０
１％以下、で残部Ｆｅ及び不可避的成分からなり、さら
にＣ量が０．０２〜０．２０％で、焼入臨界直径Ｄｉが
１２．７〜３８１ｍｍの範囲で、且つＣ量とＤｉ（ｃａ
ｌ）との関係がある特定範囲にあることを特徴とする電
子ビーム溶接用高張力鋼板。２．鋼板がさらにＣｕ，Ｎ
ｉ，Ｃｒ，Ｍｏ，Ｖ，Ａｌ，Ｔｉ，Ｎｂ，Ｂの１種以上
を含有することを特徴とする電子ビーム溶接用高張力鋼
板。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は産業プラント、機械、船
舶、建築、鉄鋼構造物等の溶接後熱処理なしで電子ビー
ム溶接継手部靱性に優れた５０ｋｇｆ／ｍｍ2超高張力
鋼板の開発に関するものである。
舶、建築、鉄鋼構造物等の溶接後熱処理なしで電子ビー
ム溶接継手部靱性に優れた５０ｋｇｆ／ｍｍ2超高張力
鋼板の開発に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】常中温圧力容器あるいは化学反応容器な
どに用いられる極厚鋼板の溶接は高温の予熱と多くのパ
ス数を要する。一方、深溶込みの得られる電子ビーム溶
接は比較的小入熱の１パス溶接が可能であり、極厚構造
物に広く適用される機運にある。また、電子ビーム溶接
は水素発生源がないために低温割れの心配がなく、８０
ｋｇｆ／ｍｍ2以上の高張力鋼への適用も考えられてい
る。ところで電子ビーム溶接は、通常軟鋼と呼ばれる引
張強度５０ｋｇｆ／ｍｍ2未満の鋼材の場合、溶接継手
部の硬さが比較的低く、また強度及び靱性への要求も低
いことから継手部の材質的課題は小さい。一方、引張強
度５０ｋｇｆ／ｍｍ2超になるとＣ及び焼入れ性元素の
添加量が多くなって溶接継手部の硬さは高くなり、特に
継手部の靱性が問題となる場合がある。しかし、引張強
度８０ｋｇｆ／ｍｍ2超で、溶接継手部の硬さが高くて
も靱性が良好である場合もあり、溶接継手部の靱性に対
して鋼材強度及び鋼材成分の影響が明確でない。
どに用いられる極厚鋼板の溶接は高温の予熱と多くのパ
ス数を要する。一方、深溶込みの得られる電子ビーム溶
接は比較的小入熱の１パス溶接が可能であり、極厚構造
物に広く適用される機運にある。また、電子ビーム溶接
は水素発生源がないために低温割れの心配がなく、８０
ｋｇｆ／ｍｍ2以上の高張力鋼への適用も考えられてい
る。ところで電子ビーム溶接は、通常軟鋼と呼ばれる引
張強度５０ｋｇｆ／ｍｍ2未満の鋼材の場合、溶接継手
部の硬さが比較的低く、また強度及び靱性への要求も低
いことから継手部の材質的課題は小さい。一方、引張強
度５０ｋｇｆ／ｍｍ2超になるとＣ及び焼入れ性元素の
添加量が多くなって溶接継手部の硬さは高くなり、特に
継手部の靱性が問題となる場合がある。しかし、引張強
度８０ｋｇｆ／ｍｍ2超で、溶接継手部の硬さが高くて
も靱性が良好である場合もあり、溶接継手部の靱性に対
して鋼材強度及び鋼材成分の影響が明確でない。
【０００３】鋼材における強度・靱性の確保は、鋼材成
分と熱処理とで達成できる。まず、鋼材成分において
は、Ｃ量が強度を確保する最も重要な元素であり、靱性
との兼ね合いでその量及び他の合金成分の量が決定され
る。次に、熱処理においては、変態点以上に加熱後、冷
却速度の変化で所要の強度と靱性を達成することができ
る。さらに、近年、圧延による加工と熱処理を合わせた
加工熱処理の適用によって優れた母材靱性の確保が比較
的容易である。しかしながら、電子ビーム溶接継手部に
おける強度及び靱性の確保は、鋼材の成分と溶接時の冷
却速度によってのみ決定され、母材部のように熱処理に
よる靱性向上効果が期待できない。また図１に示すよう
に継手部において溶接金属部は凝固組織であり、溶接金
属部近傍の１４００℃以上に加熱された溶接熱影響部は
粗粒オーステナイトより変態した組織であることより、
母材部に比べて溶接継手部の靱性確保が非常に難しい。
分と熱処理とで達成できる。まず、鋼材成分において
は、Ｃ量が強度を確保する最も重要な元素であり、靱性
との兼ね合いでその量及び他の合金成分の量が決定され
る。次に、熱処理においては、変態点以上に加熱後、冷
却速度の変化で所要の強度と靱性を達成することができ
る。さらに、近年、圧延による加工と熱処理を合わせた
加工熱処理の適用によって優れた母材靱性の確保が比較
的容易である。しかしながら、電子ビーム溶接継手部に
おける強度及び靱性の確保は、鋼材の成分と溶接時の冷
却速度によってのみ決定され、母材部のように熱処理に
よる靱性向上効果が期待できない。また図１に示すよう
に継手部において溶接金属部は凝固組織であり、溶接金
属部近傍の１４００℃以上に加熱された溶接熱影響部は
粗粒オーステナイトより変態した組織であることより、
母材部に比べて溶接継手部の靱性確保が非常に難しい。
【０００４】ここで、電子ビーム溶接における冷却速度
は溶接時の溶接金属幅と良い相関があり、１９８７年２
月２７日溶接学会５１回電子ビーム溶接研究委員会資料
にある８００〜５００℃の冷却時間Ｃｓ＝１１０．７Ｗ
2として示される。Ｗは溶接金属幅を示す。従って溶接
金属幅を狭くするほど冷却速度は速く、広いほど冷却速
度は遅く、溶接金属幅によって強度と靱性が変化する。
その場合、溶接金属幅が狭い方が溶接継手部の強度は高
く、しかも靱性も高いが、２ｍｍ以下では、開先面を十
分に溶かすことができない問題がある。一方、１０ｍｍ
以上ではエネルギー密度分散から健全な溶接を実施する
ことが困難である。そこで、２〜１０ｍｍの溶接金属幅
での継手部の強度及び靱性の確保が前提となる。
は溶接時の溶接金属幅と良い相関があり、１９８７年２
月２７日溶接学会５１回電子ビーム溶接研究委員会資料
にある８００〜５００℃の冷却時間Ｃｓ＝１１０．７Ｗ
2として示される。Ｗは溶接金属幅を示す。従って溶接
金属幅を狭くするほど冷却速度は速く、広いほど冷却速
度は遅く、溶接金属幅によって強度と靱性が変化する。
その場合、溶接金属幅が狭い方が溶接継手部の強度は高
く、しかも靱性も高いが、２ｍｍ以下では、開先面を十
分に溶かすことができない問題がある。一方、１０ｍｍ
以上ではエネルギー密度分散から健全な溶接を実施する
ことが困難である。そこで、２〜１０ｍｍの溶接金属幅
での継手部の強度及び靱性の確保が前提となる。
【０００５】ところで、電子ビーム溶接で良好な材質を
確保する方法は種々検討されている。例えば特開昭６３
−１２６６８３号公報に、低酸素で良好な溶接金属部の
材質を確保する鋼の組成が提案されている。その要旨
は、溶接金属中のＡｌ量を制御して、１００ｐｐｍ以下
の酸素量で針状フェライト組織となし、良好な靱性を得
るものである。しかしながら、溶接金属部では溶接金属
中のＡｌ量を制御して良好な靱性が得られても、溶接熱
影響部ではその効果が小さく良好な靱性が得られていな
い。また特開昭６０−５４２８７号公報には、既存の鋼
に対して、溶接時の冷却速度に対応した適正量のＮｉを
添加することで良好な材質を確保する方法が提案されて
いる。しかしこの方法も溶接金属部では良好な靱性が得
られても、溶接熱影響部ではその効果が小さく良好な靱
性が得られない。さらに、溶接継手部靱性の向上には溶
接後変態点以下の加熱による熱処理を行なって、靱性に
良好となる組織とする方法が考えられる。しかしながら
大型構造物を熱処理することは作業が困難である。な
お、産業プラント、機械、船舶、建築、鉄鋼構造物等で
使用する場合、鋼板及び溶接継手部に要求される靱性
は、使用環境及び設計によってことなるがｖＥ_0℃≧７
ｋｇｆ-ｍ（０℃における２ｍｍＶノッチシャルピー試
験値）程度である。
確保する方法は種々検討されている。例えば特開昭６３
−１２６６８３号公報に、低酸素で良好な溶接金属部の
材質を確保する鋼の組成が提案されている。その要旨
は、溶接金属中のＡｌ量を制御して、１００ｐｐｍ以下
の酸素量で針状フェライト組織となし、良好な靱性を得
るものである。しかしながら、溶接金属部では溶接金属
中のＡｌ量を制御して良好な靱性が得られても、溶接熱
影響部ではその効果が小さく良好な靱性が得られていな
い。また特開昭６０−５４２８７号公報には、既存の鋼
に対して、溶接時の冷却速度に対応した適正量のＮｉを
添加することで良好な材質を確保する方法が提案されて
いる。しかしこの方法も溶接金属部では良好な靱性が得
られても、溶接熱影響部ではその効果が小さく良好な靱
性が得られない。さらに、溶接継手部靱性の向上には溶
接後変態点以下の加熱による熱処理を行なって、靱性に
良好となる組織とする方法が考えられる。しかしながら
大型構造物を熱処理することは作業が困難である。な
お、産業プラント、機械、船舶、建築、鉄鋼構造物等で
使用する場合、鋼板及び溶接継手部に要求される靱性
は、使用環境及び設計によってことなるがｖＥ_0℃≧７
ｋｇｆ-ｍ（０℃における２ｍｍＶノッチシャルピー試
験値）程度である。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明は以上の問題に
鑑み、溶接後熱処理なしで電子ビーム溶接継手部靱性が
ｖＥ_0℃≧７ｋｇｆ-ｍを満足するための５０ｋｇｆ／
ｍｍ2超高張力鋼板を開発するものである。
鑑み、溶接後熱処理なしで電子ビーム溶接継手部靱性が
ｖＥ_0℃≧７ｋｇｆ-ｍを満足するための５０ｋｇｆ／
ｍｍ2超高張力鋼板を開発するものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明者等はこの溶接後
熱処理なしで電子ビーム溶接継手部靱性に優れた５０ｋ
ｇｆ／ｍｍ2超高張力鋼板とするために種々検討を重ね
た結果、（１）継手部が上部ベイナイト組織主体となる
領域を極力避け、フェライト・パーライト組織主体或は
下部ベーナイト組織主体とすること。（２）そのために
はＣ量とＤｉの関係をある特定範囲とすること。（３）
マルテンサイト組織主体となることを避けること。とす
れば、良好な継手靱性の得られることを確認した。すな
わち本発明の要旨とするところは下記の通りである。 （１）重量比にて、 Ｃ ：０．０２〜０．２０％， Ｓｉ：０．１〜０．７％， Ｍｎ：０．５〜２．０％， Ｐ ：０．０５０％以下， Ｓ ：０．０５０％以下， Ｎ ：０．０１００％以下，で残部Ｆｅ及び不可避的成
分からなり、さらにＣ量が０．０２〜０．２０％と第１
式に示す焼入れ臨界直径Ｄｉが１２．７〜３８１ｍｍの
範囲で、且つＣ量とＤｉ（ｃａｌ）との関係が第２式及
び第３式に囲まれた領域にあることを特徴とする溶接後
熱処理なしで電子ビーム溶接継手部靱性に優れた電子ビ
ーム溶接用高張力鋼板。
熱処理なしで電子ビーム溶接継手部靱性に優れた５０ｋ
ｇｆ／ｍｍ2超高張力鋼板とするために種々検討を重ね
た結果、（１）継手部が上部ベイナイト組織主体となる
領域を極力避け、フェライト・パーライト組織主体或は
下部ベーナイト組織主体とすること。（２）そのために
はＣ量とＤｉの関係をある特定範囲とすること。（３）
マルテンサイト組織主体となることを避けること。とす
れば、良好な継手靱性の得られることを確認した。すな
わち本発明の要旨とするところは下記の通りである。 （１）重量比にて、 Ｃ ：０．０２〜０．２０％， Ｓｉ：０．１〜０．７％， Ｍｎ：０．５〜２．０％， Ｐ ：０．０５０％以下， Ｓ ：０．０５０％以下， Ｎ ：０．０１００％以下，で残部Ｆｅ及び不可避的成
分からなり、さらにＣ量が０．０２〜０．２０％と第１
式に示す焼入れ臨界直径Ｄｉが１２．７〜３８１ｍｍの
範囲で、且つＣ量とＤｉ（ｃａｌ）との関係が第２式及
び第３式に囲まれた領域にあることを特徴とする溶接後
熱処理なしで電子ビーム溶接継手部靱性に優れた電子ビ
ーム溶接用高張力鋼板。
【０００８】
【数２】
【０００９】（２）鋼板がさらにＣｕ，Ｎｉ，Ｃｒ，Ｍ
ｏ，Ｖ，Ａｌ，Ｔｉ，Ｎｂ，Ｂの１種以上を含有するこ
とを特徴とする請求項（１）記載の電子ビーム溶接用高
張力鋼板にある。以下本発明を詳細に説明する。
ｏ，Ｖ，Ａｌ，Ｔｉ，Ｎｂ，Ｂの１種以上を含有するこ
とを特徴とする請求項（１）記載の電子ビーム溶接用高
張力鋼板にある。以下本発明を詳細に説明する。
【００１０】
【作用】まず本発明においてこのように化学成分を限定
したのは次の理由による。電子ビーム溶接は狭い溶接金
属幅が特徴であり、その断面組織は被溶接材側から凝固
が進行し、中央部で結晶が突きあたったものになる。こ
のため偏析度の高い成分、あるいは低融点物質を形成す
る成分を多く含有すると、溶接金属中央部で凝固割れが
発生する。このためＣは、０．２０％を越えると溶接条
件にもよるが凝固割れが発生しやすく、また後説するが
良好な溶接継手部の靱性を確保するためにも、０．２０
％以下に限定する。一方、０．０２％未満であると溶接
継手部が５０ｋｇｆ／ｍｍ2の強度を得ることが難し
い。そこでその含有量は０．０２〜０．２０％とする。
Ｓｉは脱酸及び強度確保を目的に０．１％以上含まれる
が、０．７％超える含有は結晶粒の粗大化を起こして凝
固割れが発生するため、その含有量を０．１〜０．７％
とする。
したのは次の理由による。電子ビーム溶接は狭い溶接金
属幅が特徴であり、その断面組織は被溶接材側から凝固
が進行し、中央部で結晶が突きあたったものになる。こ
のため偏析度の高い成分、あるいは低融点物質を形成す
る成分を多く含有すると、溶接金属中央部で凝固割れが
発生する。このためＣは、０．２０％を越えると溶接条
件にもよるが凝固割れが発生しやすく、また後説するが
良好な溶接継手部の靱性を確保するためにも、０．２０
％以下に限定する。一方、０．０２％未満であると溶接
継手部が５０ｋｇｆ／ｍｍ2の強度を得ることが難し
い。そこでその含有量は０．０２〜０．２０％とする。
Ｓｉは脱酸及び強度確保を目的に０．１％以上含まれる
が、０．７％超える含有は結晶粒の粗大化を起こして凝
固割れが発生するため、その含有量を０．１〜０．７％
とする。
【００１１】Ｍｎは０．５％未満であると脱酸あるいは
強度確保が困難であり、２．０％を超えると溶接時のＭ
ｎ蒸発が大きく、気孔あるいは溶接金属の垂れの原因と
なるので、その含有量を０．５〜２．０％とする。Ｐは
偏析率が高く、且つ低融点物質を形成して凝固割れの原
因となるため、極力少ない方がよく、その量を０．０５
％以下とする。ＳもＰと同様多いと凝固割れを発生する
ため、その量を０．０５％以下とする。さらにＮは多い
と溶接継手部の靱性を低下させるので、その量を０．０
５％以下とする。さらに必要によりＣｕ，Ｎｉ，Ｃｒ，
Ｍｏ，Ｖ，Ａｌ，Ｔｉ，Ｎｂ，Ｂの１種以上を強度、硬
度、耐食性の調整等の目的で含有することができ、それ
ぞれの元素の含有量の範囲は、第１式に示す焼入れ臨界
直径Ｄｉが１２．７〜３８１ｍｍの範囲を満たすものと
する。さらに残部Ｆｅ及び不可避的成分からなる。
強度確保が困難であり、２．０％を超えると溶接時のＭ
ｎ蒸発が大きく、気孔あるいは溶接金属の垂れの原因と
なるので、その含有量を０．５〜２．０％とする。Ｐは
偏析率が高く、且つ低融点物質を形成して凝固割れの原
因となるため、極力少ない方がよく、その量を０．０５
％以下とする。ＳもＰと同様多いと凝固割れを発生する
ため、その量を０．０５％以下とする。さらにＮは多い
と溶接継手部の靱性を低下させるので、その量を０．０
５％以下とする。さらに必要によりＣｕ，Ｎｉ，Ｃｒ，
Ｍｏ，Ｖ，Ａｌ，Ｔｉ，Ｎｂ，Ｂの１種以上を強度、硬
度、耐食性の調整等の目的で含有することができ、それ
ぞれの元素の含有量の範囲は、第１式に示す焼入れ臨界
直径Ｄｉが１２．７〜３８１ｍｍの範囲を満たすものと
する。さらに残部Ｆｅ及び不可避的成分からなる。
【００１２】以上が電子ビーム溶接継手部の靱性を優れ
たものとするための鋼の基本成分であるが、さらに本発
明においてはＣ量が０．０２〜０．２０％と第１式に示
す焼入れ臨界直径Ｄｉが１２．７〜３８１ｍｍの範囲
で、且つＣ量とＤｉ（ｃａｌ）との関係から成る第２式
及び第３式に囲まれた領域にあることを重要な骨子とし
ている。図２に本発明によるＣ量とＤｉ（ｃａｌ）との
関係で、ｖＥ_0℃≧７ｋｇｆ-ｍの良好な靱性と５０ｋ
ｇｆ/ｍｍ2超の強度確保が得られる領域を示す。ここで
溶接金属幅は健全な溶接が得られる２〜１０ｍｍであ
る。以下にそれ等の限定理由を述べる。まずＣ量は０．
０２〜０．２０％の範囲とする。限定理由は成分限定に
基づく。次に成分による焼入れ臨界直径Ｄｉ（ｃａｌ）
が１２．７〜３８１（ｍｍ）であることを限定した理由
を述べる。Ｄｉ（ｃａｌ）とは丸棒をできるだけはやく
水冷した時に、中心まで焼きの入る（中心部５０％マル
テンサイト）最大直径の成分回帰計算式を表すもので、
その値が大きいほど焼入れ性が高くなる。このＤｉは第
１式としてｍｍ単位で示される。
たものとするための鋼の基本成分であるが、さらに本発
明においてはＣ量が０．０２〜０．２０％と第１式に示
す焼入れ臨界直径Ｄｉが１２．７〜３８１ｍｍの範囲
で、且つＣ量とＤｉ（ｃａｌ）との関係から成る第２式
及び第３式に囲まれた領域にあることを重要な骨子とし
ている。図２に本発明によるＣ量とＤｉ（ｃａｌ）との
関係で、ｖＥ_0℃≧７ｋｇｆ-ｍの良好な靱性と５０ｋ
ｇｆ/ｍｍ2超の強度確保が得られる領域を示す。ここで
溶接金属幅は健全な溶接が得られる２〜１０ｍｍであ
る。以下にそれ等の限定理由を述べる。まずＣ量は０．
０２〜０．２０％の範囲とする。限定理由は成分限定に
基づく。次に成分による焼入れ臨界直径Ｄｉ（ｃａｌ）
が１２．７〜３８１（ｍｍ）であることを限定した理由
を述べる。Ｄｉ（ｃａｌ）とは丸棒をできるだけはやく
水冷した時に、中心まで焼きの入る（中心部５０％マル
テンサイト）最大直径の成分回帰計算式を表すもので、
その値が大きいほど焼入れ性が高くなる。このＤｉは第
１式としてｍｍ単位で示される。
【００１３】
【数３】
【００１４】この場合、この式はＧｒｏｓｓｍａｎ氏が
１９７９年９月２５日、日刊工業新聞社発行の「焼入
性」の３４項５行で提案した式より導かれたものであ
り、Ｃ％と結晶粒度（この場合Ｎγ＝８とした）から決
まるＤｉ値に、各種添加元素の影響力を、各元素の倍数
に元素量をかけて求めたものである。ここで、Ｄｉ（ｃ
ａｌ）が１２．７ｍｍ未満では焼入れ性が低く、溶接継
手部の靱性は良好であるが、強度が５０ｋｇｆ／ｍｍ2
を確保することが困難となる。また、３８１ｍｍ超にな
るとマルテンサイト組織主体となって硬化し溶接継手部
の靱性は劣化するため、その範囲を１２．７〜３８１ｍ
ｍとする。さらにＣ量とＤｉ（ｃａｌ）との関係である
が、これを適正なものとする必要がある。
１９７９年９月２５日、日刊工業新聞社発行の「焼入
性」の３４項５行で提案した式より導かれたものであ
り、Ｃ％と結晶粒度（この場合Ｎγ＝８とした）から決
まるＤｉ値に、各種添加元素の影響力を、各元素の倍数
に元素量をかけて求めたものである。ここで、Ｄｉ（ｃ
ａｌ）が１２．７ｍｍ未満では焼入れ性が低く、溶接継
手部の靱性は良好であるが、強度が５０ｋｇｆ／ｍｍ2
を確保することが困難となる。また、３８１ｍｍ超にな
るとマルテンサイト組織主体となって硬化し溶接継手部
の靱性は劣化するため、その範囲を１２．７〜３８１ｍ
ｍとする。さらにＣ量とＤｉ（ｃａｌ）との関係である
が、これを適正なものとする必要がある。
【００１５】
【数４】
【００１６】そこでＣ量とＤｉの関係が図２に示す両斜
線の領域とすることにより、溶接継手部において５０ｋ
ｇｆ／ｍｍ2超の強度確保ができ、ｖＥ_0℃≧７ｋｇｆ
−ｍと良好な靱性が得られる。
線の領域とすることにより、溶接継手部において５０ｋ
ｇｆ／ｍｍ2超の強度確保ができ、ｖＥ_0℃≧７ｋｇｆ
−ｍと良好な靱性が得られる。
【００１７】
【実施例】供試材は表１に示す化学成分の鋼Ａ〜Ｒを５
０ｔｏｎ真空溶解炉で溶製し、連続鋳造にて厚さ２５０
ｍｍ×幅１８００ｍｍ×長さ６０００ｍｍのスラブを作
り、さらに加熱・圧延によって５０ｍｍとしたものを用
いた。電子ビーム溶接は横向き姿勢で、平板上に板厚中
央部の溶接金属幅が２ｍｍと１０ｍｍとなるように、表
２に示す溶接条件で行った。溶接後は、溶接金属部の割
れ及び気孔の調査、溶接継手部の引張強度及び靱性試験
を実施した。溶接継手部の強度試験は、継手部が試験片
の中央にくる全厚引張試験片によって行った。また溶接
継手部の靱性試験は、図３に示すように溶接金属部の中
央部及び溶接ボンド部に２ｍｍのＶノッチを入れたシャ
ルピー試験によって行った。それ等の試験結果を表３に
示した。
０ｔｏｎ真空溶解炉で溶製し、連続鋳造にて厚さ２５０
ｍｍ×幅１８００ｍｍ×長さ６０００ｍｍのスラブを作
り、さらに加熱・圧延によって５０ｍｍとしたものを用
いた。電子ビーム溶接は横向き姿勢で、平板上に板厚中
央部の溶接金属幅が２ｍｍと１０ｍｍとなるように、表
２に示す溶接条件で行った。溶接後は、溶接金属部の割
れ及び気孔の調査、溶接継手部の引張強度及び靱性試験
を実施した。溶接継手部の強度試験は、継手部が試験片
の中央にくる全厚引張試験片によって行った。また溶接
継手部の靱性試験は、図３に示すように溶接金属部の中
央部及び溶接ボンド部に２ｍｍのＶノッチを入れたシャ
ルピー試験によって行った。それ等の試験結果を表３に
示した。
【００１８】これより本発明例１〜１４では、溶接金属
部において溶接割れ及び気孔の発生はなく、また溶接継
手部の強度は５０ｋｇｆ／ｍｍ2超で、さらに溶接金属
部及び溶接ボンド部の靱性は０℃で７ｋｇｆ−ｍ以上と
高く、総て良好であった。一方、比較例１５，１６，１
９，２０ではＣ又はＤｉ（ｃａｌ）が低いため、また比
較例２５，３６，２０，３０ではＳｉ或いはＭｎが低い
ため、それぞれ溶接継手部の強度が５０ｋｇｆ／ｍｍ2
未満となった。比較例１７，１８，２３，２４，２７，
２８ではＣ，Ｓｉ或いはＭｎが高すぎて、溶接金属部に
割れ及び気孔が発生し、さらに１７，１８においては高
Ｃのため溶接継手部靱性も低下した。比較例２１，２２
ではＤｉ（ｃａｌ）が高すぎて溶接継手部の組織がマル
テンサイト主体となり、シャルピー値が低くなった。比
較例３１〜３４ではＰ，Ｓ，が高すぎて、溶接金属部に
割れが発生し、しかも溶接継手部靱性も低くなった。比
較例３５，３６ではＮが高すぎて、溶接継手部靱性が低
下した。
部において溶接割れ及び気孔の発生はなく、また溶接継
手部の強度は５０ｋｇｆ／ｍｍ2超で、さらに溶接金属
部及び溶接ボンド部の靱性は０℃で７ｋｇｆ−ｍ以上と
高く、総て良好であった。一方、比較例１５，１６，１
９，２０ではＣ又はＤｉ（ｃａｌ）が低いため、また比
較例２５，３６，２０，３０ではＳｉ或いはＭｎが低い
ため、それぞれ溶接継手部の強度が５０ｋｇｆ／ｍｍ2
未満となった。比較例１７，１８，２３，２４，２７，
２８ではＣ，Ｓｉ或いはＭｎが高すぎて、溶接金属部に
割れ及び気孔が発生し、さらに１７，１８においては高
Ｃのため溶接継手部靱性も低下した。比較例２１，２２
ではＤｉ（ｃａｌ）が高すぎて溶接継手部の組織がマル
テンサイト主体となり、シャルピー値が低くなった。比
較例３１〜３４ではＰ，Ｓ，が高すぎて、溶接金属部に
割れが発生し、しかも溶接継手部靱性も低くなった。比
較例３５，３６ではＮが高すぎて、溶接継手部靱性が低
下した。
【００１９】
【表１Ａ】
【００２０】
【表１Ｂ】
【００２１】
【表２】
【００２２】
【表３】
【００２３】
【数５】
【００２４】
【発明の効果】電子ビーム溶接は厚板溶接の能率向上に
特に効果がある。しかし現在まで電子ビーム溶接継手部
靱性に優れた溶接後熱処理なしでの５０ｋｇｆ／ｍｍ2
超高張力鋼板への成分指針が得られておらず、その適用
はステンレス鋼あるいは高合金鋼の薄物が主流であっ
た。しかし上記の実施例からも明らかな如く本発明に従
い、鋼材の成分範囲を限定すると共に、さらにＣ量とＤ
ｉ（ｃａｌ）との関係が特定の領域にすることによっ
て、溶接後熱処理なしで電子ビーム継手部靱性に優れた
５０ｋｇｆ／ｍｍ2超高張力鋼板を得ることができる。
従って、産業プラント、機械、船舶、建築、鉄鋼構造物
等の溶接後熱処理なしでの電子ビーム溶接用５０ｋｇｆ
／ｍｍ2超高張力鋼板として、産業上極めて有用であ
る。
特に効果がある。しかし現在まで電子ビーム溶接継手部
靱性に優れた溶接後熱処理なしでの５０ｋｇｆ／ｍｍ2
超高張力鋼板への成分指針が得られておらず、その適用
はステンレス鋼あるいは高合金鋼の薄物が主流であっ
た。しかし上記の実施例からも明らかな如く本発明に従
い、鋼材の成分範囲を限定すると共に、さらにＣ量とＤ
ｉ（ｃａｌ）との関係が特定の領域にすることによっ
て、溶接後熱処理なしで電子ビーム継手部靱性に優れた
５０ｋｇｆ／ｍｍ2超高張力鋼板を得ることができる。
従って、産業プラント、機械、船舶、建築、鉄鋼構造物
等の溶接後熱処理なしでの電子ビーム溶接用５０ｋｇｆ
／ｍｍ2超高張力鋼板として、産業上極めて有用であ
る。
【図１】電子ビーム溶接部の断面の概念図、
【図２】Ｃ量とＤｉ（ｃａｌ）との関係において溶接継
手部の強度と靱性を示す概念図、
手部の強度と靱性を示す概念図、
【図３】シャルピー試験片採取要領である。
Claims (2)
- 【請求項１】重量比にて、 Ｃ ：０．０２〜０．２０％， Ｓｉ：０．１〜０．７％， Ｍｎ：０．５〜２．０％， Ｐ ：０．０５０％以下， Ｓ ：０．０５０％以下， Ｎ ：０．０１００％以下，で残部Ｆｅ及び不可避的成
分からなり、さらにＣ量が０．０２〜０．２０％と第１
式に示す焼入れ臨界直径Ｄｉが１２．７〜３８１ｍｍの
範囲で、且つＣ量とＤｉ（ｃａｌ）との関係が第２式及
び第３式に囲まれた領域にあることを特徴とする溶接後
熱処理なしで電子ビーム溶接継手部靱性に優れた電子ビ
ーム溶接用高張力鋼板。 【数１】 - 【請求項２】 鋼板がさらにＣｕ，Ｎｉ，Ｃｒ，Ｍｏ，
Ｖ，Ａｌ，Ｔｉ，Ｎｂ，Ｂの１種以上を含有することを
特徴とする請求項１記載の電子ビーム溶接用高張力鋼
板。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33792091A JPH05148582A (ja) | 1991-11-28 | 1991-11-28 | 電子ビーム溶接用高張力鋼板 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33792091A JPH05148582A (ja) | 1991-11-28 | 1991-11-28 | 電子ビーム溶接用高張力鋼板 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05148582A true JPH05148582A (ja) | 1993-06-15 |
Family
ID=18313243
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP33792091A Withdrawn JPH05148582A (ja) | 1991-11-28 | 1991-11-28 | 電子ビーム溶接用高張力鋼板 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05148582A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1996023083A1 (fr) * | 1995-01-26 | 1996-08-01 | Nippon Steel Corporation | Acier soudable de haute resistance ayant une durete excellente a basse temperature |
| KR100276296B1 (ko) * | 1996-11-07 | 2000-12-15 | 이구택 | 청정성이 우수한 저항용접용강재 |
| JP2008087034A (ja) * | 2006-10-02 | 2008-04-17 | Nippon Steel Corp | 耐脆性破壊発生特性に優れた電子ビーム溶接継手 |
| WO2011068216A1 (ja) * | 2009-12-04 | 2011-06-09 | 新日本製鐵株式会社 | 高エネルギー密度ビームを用いた突合せ溶接継手 |
-
1991
- 1991-11-28 JP JP33792091A patent/JPH05148582A/ja not_active Withdrawn
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1996023083A1 (fr) * | 1995-01-26 | 1996-08-01 | Nippon Steel Corporation | Acier soudable de haute resistance ayant une durete excellente a basse temperature |
| AU680590B2 (en) * | 1995-01-26 | 1997-07-31 | Nippon Steel Corporation | Weldable high-tensile steel excellent in low-temperature toughness |
| US5798004A (en) * | 1995-01-26 | 1998-08-25 | Nippon Steel Corporation | Weldable high strength steel having excellent low temperature toughness |
| KR100276296B1 (ko) * | 1996-11-07 | 2000-12-15 | 이구택 | 청정성이 우수한 저항용접용강재 |
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| JP2012102405A (ja) * | 2009-12-04 | 2012-05-31 | Nippon Steel Corp | 高エネルギー密度ビームを用いた突合せ溶接継手 |
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| CN102639277A (zh) * | 2009-12-04 | 2012-08-15 | 新日本制铁株式会社 | 使用了高能密度束的对接焊接接头 |
| US9352424B2 (en) | 2009-12-04 | 2016-05-31 | Nippon Steel & Sumitomo Metal Corporation | Butt welding joint using high-energy density beam |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
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