JPH0558053B2 - - Google Patents
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- Heat Treatment Of Steel (AREA)
Description
［産業上の利用分野］
本発明は耐水素誘起割れ性に優れた鋼板に関
し、さらに詳しくは、ラインパイプ、圧力容器、
タンク等に使用される引張強さ40〜70Kgｆ／mm2の
耐水素誘起割れ性に優れた鋼板に関する。 ［従来技術］ 近年、湿潤硫化水素雰囲気で使用される機器、
例えば、硫化水素を含む原油や天然ガスを輸送す
るラインパイプや石油精製装置等において、所
謂、水素誘起割れに起因する事故が少なくなく、
耐水素誘起割れ性に優れた鋼板が切望されてい
る。 この水素誘起割れは、鋼の腐蝕により発生した
水素が原子状態で鋼中に侵入、拡散し、介在物と
地鉄との界面で集積、子分化することにより生じ
る水素ガスによつて発生し、これが鋼中の偏析部
に生じるバンド状の硬化組織等に沿つて伝播する
といわれている。 従つて、耐水素誘起割れ対策としては、現状、 (1) 鋼中への水素の侵入、拡散の抑制。 (2) 介在物、特に、先端の切欠効果の大きいＡ系
介在物の低減と形態制御。 (3) 偏析の低減、硬化組織の生成抑制。 等の方法がとられている。 そして、(1)については、例えば、特開昭50−
097515号公報に記載されているように、Cuの添
加により防蝕被膜を形成させる方法があるが、PH
＝３のような厳しい環境下においてはその効果が
なく、水素誘起割れの発生を抑えることができ
ず、(2)については、特開昭51−114318号公報に示
されている硫化物の形状、数を規制する方法、特
開昭55−128536号公報、特開昭54−031020号公報
等のCa、REMによりＡ系介在物を形態制御する
方法があるが、鋼板の強度水準が高くなり、環境
が厳しくなると、水素誘起割れの発生を完全に防
止することは困難であり、(3)については、特開昭
52−111815号公報に記載してあるようにＰ含有量
を0.006wt％以下と極端に下げる方法があるが、
コストの点で問答があり、また、特開昭57−
073162号公報に記載してあるように硬化組織部の
硬さHv≦350とする方法があるが、PHの低い厳し
い環境下で高強度の鋼の水素誘起割れの発生を皆
無とすることは困難である。 勿論、これらの方法を組合せて用いることが多
いが、PH＝３のような厳しい環境下において水素
誘起割れの発生を完全に抑えることは困難であ
り、また、可能な場合には工業製品の生産性、製
造コストの点で充分なものとはいえないのが実状
である。 ［発明が解決しようとする問題点］ 本発明は上記した説明したような従来における
耐水素誘起割れに対する鋼板の種々の問題点に鑑
み、本発明者が鋭意研究を行なつた結果、PH＝３
という厳しい環境下において水素誘起割れの発生
することがない耐水素誘起割れ性に優れた鋼板を
開発したのである。 ［問題点を解決するための手段］ 本発明に係る耐水素誘起割れ性に優れた鋼板
は、 (1) C0.01〜0.30wt％、Si0.02〜0.60wt％、 Mn0.50〜2.50wt％、P0.020wt％以下、 S0.010wt％以下、Al0.005〜0.060wt％ を含有し、残部Feおよび不可避不純物からな
り、かつ、偏析部のビツカース硬さと、硬さ測
定部における面積10mm2中の長さ10μ以上のＡ系
介在物の総長さＡ（μ）、同じくＢ系介在物の総
長さＢ（μ）との関係が下記の式を満足するこ
とを特徴とする耐水素誘起割れ性に優れた鋼
板。 Hv≦230−４／10×（Ａ＋Ｂ／２） を第１の発明とし、 (2) C0.01〜0.30wt％、Si0.02〜0.60wt％、 Mn0.50〜2.50wt％、P0.020wt％以下、 S0.010wt％ 以下、Al0.005〜0.060wt％を含有し、かつ、 Nb0.005〜0.150wt％、V0.005〜0.150wt％、 Ti0.005wt％、Cu0.05〜0.50wt％、 Cr0.05〜0.50wt％、Mo0.05〜0.50wt％、 Ni0.05〜1.00wt％、 B0.0003〜0.0030wt％ のうちから選んだ１種または２種以上を含有
し、残部Feおよび不可避不純物からなり、か
つ、偏析部のビツカース硬さと、硬さ測定部に
おける面積10mm2中の長さ10μ以上のＡ系介在物
の総長さＡ（μ）、同じくＢ系介在物の総長さＢ
（μ）との関係が下記の式を満足することを特
徴とする耐水素誘起割れ性に優れた鋼板。 Hv≦230−４／10×（Ａ＋Ｂ／２） を第２の発明とし、 (3) C0.01〜0.30wt％、Si0.02〜0.60wt％、 Mn0.50〜2.50wt％、P0.020wt％以下、 S0.010wt％以下、Al0.005〜0.060wt％ を含有し、かつ、 Ca0.0005〜0.0050wt％、 REM0.001〜0.030wt％ のうちの１種または２種 を含有し、残部Feおよび不可避不純物からな
り、かつ、偏析部のビツカース硬さと、硬さ測
定部における面積10mm2中の長さ10μ以上のＡ系
介在物の総長さＡ（μ）、同じくＢ系介在物の総
長さＢ（μ）との関係が下記の式を満足するこ
とを特徴とする耐水素誘起割れ性に優れた鋼
板。 Hv≦230−４／10×（Ａ＋Ｂ／２） を第３の発明とし、 (4) C0.01〜0.30wt％、Si0.02〜0.60wt％、 Mn0.50〜2.50wt％、P0.020wt％以下、 S0.010wt％以下、Al0.005〜0.060wt％ を含有し、かつ、 Nb0.005〜0.150wt％、V0.005〜0.150wt％ Ti0.005wt％、Cu0.05〜0.50wt％、 Cr0.05〜0.50wt％、Mo0.05〜0.50wt％、
Ni0.05〜1.00wt％、 B0.0003〜0.0030wt％ のうちから選んだ１種または２種以上を含有
し、さらに、 Ca0.0005〜0.0050wt％、 REM0.001〜0.030wt％ の１種または２種 を含有し、残部Feおよび不可避不純物からな
り、かつ、偏析部のビツカース硬さと、硬さ測
定部における面積10mm2中の長さ10μ以上のＡ系
介在物の総長さＡ（μ）、同じくＢ系介在物の総
長さＢ（μ）との関係が下記の式を満足するこ
とを特徴とする耐水素誘起割れ性に優れた鋼
板。 Hv≦230−４／10×（Ａ＋Ｂ／２） を第４の発明とする４つの発明よりなるもので
ある。 本発明に係る耐水素誘起割れ性に優れた鋼板に
ついて以下詳細に説明する。 即ち、本発明に係る耐水素誘起割れ性に優れた
鋼板においては、偏析部の硬さの調整、制御する
こと、および、介在物の調整、制御が重要なこと
である。 そして、偏析部の硬さの制御は、偏析し易い元
素として、Ｃ、Muの含有量を抑制し、かつ、
Cu、Ni、Nb、Ｖ等の比較的に偏析し難い合金元
素を多く含有させ、さらに、偏析し易く、かつ、
偏析部の硬さを上昇させるＰ含有量を低減させ、
圧延前の鋼片の高温保持等により偏析元素を拡散
させる必要がある。 また、介在物の長さの制御は、Ｓ、Al等介在
物を形成し易い低減させ、Ca、REM等の介在物
の形態制御元素を含有させ、鋼片から鋼板への圧
下比を小さくし、および／または、鋼板圧延時の
圧下温度を高くして、介在物の伸展を抑制する必
要がある。 以下、これらについて、詳細に説明する。 先ず、本発明に係る耐火水素誘起割れ性に優れ
た鋼板の含有成分と成分割合および硬度と介在物
との関係について説明する。 Ｃは強度を確保するためには含有量は0.01wt％
以上を必要とし、また、0.30wt％を越けて含有さ
れると溶接割れ感受性が高くなる。よつて、Ｃ含
有量は0.01〜0.30wt％とする。なお、Ｃは偏析し
易い元素であるから、この含有量は厳格に規制す
る必要がある。 Siは脱酸に必要な元素であり、そのためには含
有量は0.02wt％以上を必要とし、また、多量に含
有されると靭性を劣化させる。よつて、Si含有量
は0.02〜0.60wt％とする。 Mnは強度確保のために必要な元素であり、含
有量が0.50wt％未満ではこの効果は少なく、ま
た、2.50wt％を越えて含有されると溶接性が損な
われる。よつて、Mn含有量は0.50〜2.50wt％と
する。なお、Mnは偏析し易い元素であるから、
上記の含有量は厳格に規制する必要がある。 Ｐは本来鋼のへ偏析部の硬さを上昇し、耐水素
誘起割れ性を劣化させるので好ましくないが、偏
析部の硬さと介在物長さとの関係が所定の条件を
満足する限りにおいては、特に、Ｐの規制は不要
である。しかし、溶接部の靭性の点からＰ含有量
は0.020wt％以下とする。なお、このＰは偏析し
易く、偏析部の硬さを上昇させる元素であるか
ら、含有量は少なければ少ない程よく、不純物で
ある。 ＳはＡ系介在物を形成し、耐水素誘起割れ性を
害する元素であり好ましくなく、偏析部の硬さと
介在物長さの関係が所定の条件を満足する限りに
おいては、特に、Ｓを規制する必要はないが、靭
性の点からＳ含有量は0.010wt％以下とする。し
かし、このＳは介在物形成元素である少ないほど
よく、不純物である。 Alは脱酸元素として含有量は0.005wt％以上必
要であり、多量の含有は靭性の劣化を招来するの
で上限を0.060wt％に規制する。よつて、Al含有
量は0.005〜0.060wt％とする。なお、このAlは介
在物形成元素であるから、この含有量の範囲内に
規制する必要がある。 Nb、Ｖ、Tiは含有量が0.005wt％未満では強
度向上に効果が少なく、また、0.150wt％を越え
て含有されると溶接部の靭性を劣化させる。よつ
て、Nb、Ｖ、Tiの含有量は．0.005〜0.150wt％
とする。 Cuは含有量が0.05wt％未満では強度向上に効
果が少なく、また、0.50wt％を越えて含有される
と熱間加工性を劣化させる。よつて、Cu含有量
は0.05〜0.50wt％とする。 Cr、Moは含有量が0.05wt％未満では強度向上
に効厚果が少なく、また0.50wt％を越えて含有さ
れると溶接性を劣化させる。よつて、Cr、Mo含
有量は0.5〜0.50wt％とする。 Niは含有量が0.05wt％未満では強度上昇に効
果は少なく、また、1.00wt％を越えて含有される
と効果は飽和してしまい、かつ、経済性を損な
う。 よつて、Ni含有量は0.05〜1.00wt％とする。 Ｂは強度を上昇させるためには0.0003wt％以上
の含有量が必要であり、また、0.0030wt％を越え
て含有されると靭性が劣化する。よつて、Ｂ含有
量は0.0003〜0.0030wt％とする。 Caは酸化物系介在物の球状化に効果のある元
素であり、含有量が0.0005wt％未満ではなこの効
果を少なく、また、0.0050wt％を越えて含有され
ると靭性を劣化させる。よつて、Ca含有量は
0.0005〜0.005wt％とする。なお、Caは介在物形
態制御元素であるから、含有させることは有利で
ある。 REMはCaと同様に硫化物系介在物の球状化に
効果のある元素であり、含有量が0.001wt％以上
を必要とし、また、0.030wt％を越えて含有され
ると靭性が劣化させる。よつて、REM含有量は
0.001〜0.030wt％とする。なお、このREMは介
在物形態制御元素であるから、含有させることは
有利である。 水素誘起割れの発生は、偏析部のビツカース硬
さと測定部における面積10mm2中の長さ10μ以上の
Ａ系介在物の総長さＡ（μ）、同じくＢ系介在物の
総長さＢ（μ）により制限されるものであり、即
ち、第１図に示すように、偏析部の硬さと介在物
長さの異なる鋼板を用い、PH＝３の条件で96時間
の水素誘起割れ試験を行なつた結果、偏析部の硬
さHv＞230であれば、長さ10℃以上のＡ系および
Ｂ系介在物が無くても水素誘起割れは発生する。
また、偏析部の硬さがHv≦230の場合、長さ10μ
以上のＡ系およびＢ系介在物の総長さＡおよびＢ
と偏析部のビツカース硬さHvの関係が、 Hv≦230−４／10×（Ａ＋Ｂ／２） を満足する場合、水素誘起割れは発生しないが、
この条件を満足しない場合には水素起割れが発生
するのである。 この場合、介在物として長さ10μ未満のものを
省いた理由は、このような小さい介在物は地鉄と
の界面の面積が小さく、また、介在物先端の尖鋭
度も小さく水素誘起割れに大きな影響を与えない
からである。また、Ｂ系介在物の総長さの係数を
Ａ系介在物の総長さの係数1/2としたのは、Ａ系
介在物と同じ係数として場合、偏析部硬さと介在
物長さの関係で水素誘起割れ発生の有無を良好に
整理できないのに対し、この係数を1/2とすると
第１図の示すように、この両者の関係によつて水
素誘起割れの発生を制御できるからである。ま
た、偏析部とは鋼板の中央部またはその近傍に位
置する凝固時の成分偏析部のことである。 以上説明したような、含有成分および成分割合
の鋼を通常の溶解法により溶解後、連続鋳造また
は造塊法により鋼塊または鋼片とした後、圧延前
に鋼塊、鋼片を1200℃以上1350℃以下の温度にお
いて、２時間以上24時間以下保持することによ
り、偏析元素が拡散して偏析部の硬さを低減する
ことができる。そして、この保持温度が1200℃未
満ではこのような効果は少なく、また、1350℃を
越えると鋼塊、鋼片の一部が溶融する可能性があ
るので保持温度は1200℃以上1350℃以下の範囲と
する。また、保持時間が２時間未満では上記の温
度範囲にあつても拡散効果は少なく、また、24時
間を越えると生産性が悪くなるので、保持時間は
２時間以上24時間以下とする。 また、鋼片から鋼板への圧下比を小さくし、お
よび／または、鋼板圧延時の圧下温度を高くし
て、介在物の伸展を抑制するために、鋼片を鋼板
に圧下を行う際に、900℃以下の温度における圧
下率を小さくすることにより、特に、Ａ系介在物
の長さを小さくすることができる。そして、900
℃を越える温度における圧下は介在物の伸展に影
響が小さいので900℃以下の温度とする。圧下率
はＡ系介在物の長さは略圧下率に比例して長くな
ることから、介在物長さの低減には圧下率を小さ
くすることが必要である。 そして、水素誘起割れの発生が、偏析部の硬さ
とその位置における介在物の総長さによつて制限
される理由は未が解明されていないが、介在物と
地鉄との界面の面積、界面先端の尖鋭度、水素ガ
スの圧力の大きさ、介在物の周囲の地鉄の水素脆
化の程度に関係しているものと考えられる。 ［実施例］ 本発明に係る耐水誘起割れ性に優れた鋼板の実
施例を説明する。 実施例 第１表に示す含有成分および成分割合の鋼を溶
製後、連続鋳造法または造塊法により鋳造した後
熱間圧延によつて供試鋼板を製造した。 各供鋼板の偏析部の硬さをビツカーズ硬度計
（荷重100ｇ）で測定すると共に、その部分におけ
る面積10mm2中の長さ10μ以上のＡ系介在文および
Ｂ系介在物の総長さを光学顕微鏡を用いて倍率
400倍で測定た。 この測定に用いた供試鋼板は、以下説明する水
素誘起割れ試験供試鋼板と同じ位置から採取し
た。 測定結果を第２表に示す。 耐水素誘起割れ性の評価は、NACE Stand
and TM−02−84に準じて行なつた。ただし、試
験に用いた溶液は、H2Sで飽和した人工海水（所
謂、BP溶液、PH〓５）と５％NaCl＋0.5％酢酸
溶液（所謂、NACE溶液、PH〓３）の２種類で
ある。 各供試鋼板より採取した試験片を無負荷状態で
上記溶液に96時間浸漬した後、断面検鏡により水
素誘起剤割れの有無を判定した。 上記水素誘起割れ試験に供した試験片は、最も
偏析の大きいと考えられる位置から、第２図に示
すように採取した。試験片の形状および断面検鏡
位置を第３図に示す。試験片のサイズは、ｔ×
20w×100lmmである。また、試験片の厚さは鋼板
の表裏両面を各１mmずつ切削した。 各供試鋼板より各試験溶液当り３個の試験片を
採社し、何れの試験片においても水素誘起割れの
発生が認められらない場合のみ、水素誘起割れの
発生無しと判定した。 試験結果を第２表に示す。 この第２表から明らかなように、本発明に係る
耐水素誘起割れ性に優れた鋼板においては、PH〓
５のBP溶液においては勿論のこと、PH〓３の
NACE溶液においても水素誘起割れな全く発生
していない。 また、本発明に係る耐水素誘起割れ性に優れた
鋼板の要件を満足していない鋼板においては何れ
も水素誘起割れが発生している。
し、さらに詳しくは、ラインパイプ、圧力容器、
タンク等に使用される引張強さ40〜70Kgｆ／mm2の
耐水素誘起割れ性に優れた鋼板に関する。 ［従来技術］ 近年、湿潤硫化水素雰囲気で使用される機器、
例えば、硫化水素を含む原油や天然ガスを輸送す
るラインパイプや石油精製装置等において、所
謂、水素誘起割れに起因する事故が少なくなく、
耐水素誘起割れ性に優れた鋼板が切望されてい
る。 この水素誘起割れは、鋼の腐蝕により発生した
水素が原子状態で鋼中に侵入、拡散し、介在物と
地鉄との界面で集積、子分化することにより生じ
る水素ガスによつて発生し、これが鋼中の偏析部
に生じるバンド状の硬化組織等に沿つて伝播する
といわれている。 従つて、耐水素誘起割れ対策としては、現状、 (1) 鋼中への水素の侵入、拡散の抑制。 (2) 介在物、特に、先端の切欠効果の大きいＡ系
介在物の低減と形態制御。 (3) 偏析の低減、硬化組織の生成抑制。 等の方法がとられている。 そして、(1)については、例えば、特開昭50−
097515号公報に記載されているように、Cuの添
加により防蝕被膜を形成させる方法があるが、PH
＝３のような厳しい環境下においてはその効果が
なく、水素誘起割れの発生を抑えることができ
ず、(2)については、特開昭51−114318号公報に示
されている硫化物の形状、数を規制する方法、特
開昭55−128536号公報、特開昭54−031020号公報
等のCa、REMによりＡ系介在物を形態制御する
方法があるが、鋼板の強度水準が高くなり、環境
が厳しくなると、水素誘起割れの発生を完全に防
止することは困難であり、(3)については、特開昭
52−111815号公報に記載してあるようにＰ含有量
を0.006wt％以下と極端に下げる方法があるが、
コストの点で問答があり、また、特開昭57−
073162号公報に記載してあるように硬化組織部の
硬さHv≦350とする方法があるが、PHの低い厳し
い環境下で高強度の鋼の水素誘起割れの発生を皆
無とすることは困難である。 勿論、これらの方法を組合せて用いることが多
いが、PH＝３のような厳しい環境下において水素
誘起割れの発生を完全に抑えることは困難であ
り、また、可能な場合には工業製品の生産性、製
造コストの点で充分なものとはいえないのが実状
である。 ［発明が解決しようとする問題点］ 本発明は上記した説明したような従来における
耐水素誘起割れに対する鋼板の種々の問題点に鑑
み、本発明者が鋭意研究を行なつた結果、PH＝３
という厳しい環境下において水素誘起割れの発生
することがない耐水素誘起割れ性に優れた鋼板を
開発したのである。 ［問題点を解決するための手段］ 本発明に係る耐水素誘起割れ性に優れた鋼板
は、 (1) C0.01〜0.30wt％、Si0.02〜0.60wt％、 Mn0.50〜2.50wt％、P0.020wt％以下、 S0.010wt％以下、Al0.005〜0.060wt％ を含有し、残部Feおよび不可避不純物からな
り、かつ、偏析部のビツカース硬さと、硬さ測
定部における面積10mm2中の長さ10μ以上のＡ系
介在物の総長さＡ（μ）、同じくＢ系介在物の総
長さＢ（μ）との関係が下記の式を満足するこ
とを特徴とする耐水素誘起割れ性に優れた鋼
板。 Hv≦230−４／10×（Ａ＋Ｂ／２） を第１の発明とし、 (2) C0.01〜0.30wt％、Si0.02〜0.60wt％、 Mn0.50〜2.50wt％、P0.020wt％以下、 S0.010wt％ 以下、Al0.005〜0.060wt％を含有し、かつ、 Nb0.005〜0.150wt％、V0.005〜0.150wt％、 Ti0.005wt％、Cu0.05〜0.50wt％、 Cr0.05〜0.50wt％、Mo0.05〜0.50wt％、 Ni0.05〜1.00wt％、 B0.0003〜0.0030wt％ のうちから選んだ１種または２種以上を含有
し、残部Feおよび不可避不純物からなり、か
つ、偏析部のビツカース硬さと、硬さ測定部に
おける面積10mm2中の長さ10μ以上のＡ系介在物
の総長さＡ（μ）、同じくＢ系介在物の総長さＢ
（μ）との関係が下記の式を満足することを特
徴とする耐水素誘起割れ性に優れた鋼板。 Hv≦230−４／10×（Ａ＋Ｂ／２） を第２の発明とし、 (3) C0.01〜0.30wt％、Si0.02〜0.60wt％、 Mn0.50〜2.50wt％、P0.020wt％以下、 S0.010wt％以下、Al0.005〜0.060wt％ を含有し、かつ、 Ca0.0005〜0.0050wt％、 REM0.001〜0.030wt％ のうちの１種または２種 を含有し、残部Feおよび不可避不純物からな
り、かつ、偏析部のビツカース硬さと、硬さ測
定部における面積10mm2中の長さ10μ以上のＡ系
介在物の総長さＡ（μ）、同じくＢ系介在物の総
長さＢ（μ）との関係が下記の式を満足するこ
とを特徴とする耐水素誘起割れ性に優れた鋼
板。 Hv≦230−４／10×（Ａ＋Ｂ／２） を第３の発明とし、 (4) C0.01〜0.30wt％、Si0.02〜0.60wt％、 Mn0.50〜2.50wt％、P0.020wt％以下、 S0.010wt％以下、Al0.005〜0.060wt％ を含有し、かつ、 Nb0.005〜0.150wt％、V0.005〜0.150wt％ Ti0.005wt％、Cu0.05〜0.50wt％、 Cr0.05〜0.50wt％、Mo0.05〜0.50wt％、
Ni0.05〜1.00wt％、 B0.0003〜0.0030wt％ のうちから選んだ１種または２種以上を含有
し、さらに、 Ca0.0005〜0.0050wt％、 REM0.001〜0.030wt％ の１種または２種 を含有し、残部Feおよび不可避不純物からな
り、かつ、偏析部のビツカース硬さと、硬さ測
定部における面積10mm2中の長さ10μ以上のＡ系
介在物の総長さＡ（μ）、同じくＢ系介在物の総
長さＢ（μ）との関係が下記の式を満足するこ
とを特徴とする耐水素誘起割れ性に優れた鋼
板。 Hv≦230−４／10×（Ａ＋Ｂ／２） を第４の発明とする４つの発明よりなるもので
ある。 本発明に係る耐水素誘起割れ性に優れた鋼板に
ついて以下詳細に説明する。 即ち、本発明に係る耐水素誘起割れ性に優れた
鋼板においては、偏析部の硬さの調整、制御する
こと、および、介在物の調整、制御が重要なこと
である。 そして、偏析部の硬さの制御は、偏析し易い元
素として、Ｃ、Muの含有量を抑制し、かつ、
Cu、Ni、Nb、Ｖ等の比較的に偏析し難い合金元
素を多く含有させ、さらに、偏析し易く、かつ、
偏析部の硬さを上昇させるＰ含有量を低減させ、
圧延前の鋼片の高温保持等により偏析元素を拡散
させる必要がある。 また、介在物の長さの制御は、Ｓ、Al等介在
物を形成し易い低減させ、Ca、REM等の介在物
の形態制御元素を含有させ、鋼片から鋼板への圧
下比を小さくし、および／または、鋼板圧延時の
圧下温度を高くして、介在物の伸展を抑制する必
要がある。 以下、これらについて、詳細に説明する。 先ず、本発明に係る耐火水素誘起割れ性に優れ
た鋼板の含有成分と成分割合および硬度と介在物
との関係について説明する。 Ｃは強度を確保するためには含有量は0.01wt％
以上を必要とし、また、0.30wt％を越けて含有さ
れると溶接割れ感受性が高くなる。よつて、Ｃ含
有量は0.01〜0.30wt％とする。なお、Ｃは偏析し
易い元素であるから、この含有量は厳格に規制す
る必要がある。 Siは脱酸に必要な元素であり、そのためには含
有量は0.02wt％以上を必要とし、また、多量に含
有されると靭性を劣化させる。よつて、Si含有量
は0.02〜0.60wt％とする。 Mnは強度確保のために必要な元素であり、含
有量が0.50wt％未満ではこの効果は少なく、ま
た、2.50wt％を越えて含有されると溶接性が損な
われる。よつて、Mn含有量は0.50〜2.50wt％と
する。なお、Mnは偏析し易い元素であるから、
上記の含有量は厳格に規制する必要がある。 Ｐは本来鋼のへ偏析部の硬さを上昇し、耐水素
誘起割れ性を劣化させるので好ましくないが、偏
析部の硬さと介在物長さとの関係が所定の条件を
満足する限りにおいては、特に、Ｐの規制は不要
である。しかし、溶接部の靭性の点からＰ含有量
は0.020wt％以下とする。なお、このＰは偏析し
易く、偏析部の硬さを上昇させる元素であるか
ら、含有量は少なければ少ない程よく、不純物で
ある。 ＳはＡ系介在物を形成し、耐水素誘起割れ性を
害する元素であり好ましくなく、偏析部の硬さと
介在物長さの関係が所定の条件を満足する限りに
おいては、特に、Ｓを規制する必要はないが、靭
性の点からＳ含有量は0.010wt％以下とする。し
かし、このＳは介在物形成元素である少ないほど
よく、不純物である。 Alは脱酸元素として含有量は0.005wt％以上必
要であり、多量の含有は靭性の劣化を招来するの
で上限を0.060wt％に規制する。よつて、Al含有
量は0.005〜0.060wt％とする。なお、このAlは介
在物形成元素であるから、この含有量の範囲内に
規制する必要がある。 Nb、Ｖ、Tiは含有量が0.005wt％未満では強
度向上に効果が少なく、また、0.150wt％を越え
て含有されると溶接部の靭性を劣化させる。よつ
て、Nb、Ｖ、Tiの含有量は．0.005〜0.150wt％
とする。 Cuは含有量が0.05wt％未満では強度向上に効
果が少なく、また、0.50wt％を越えて含有される
と熱間加工性を劣化させる。よつて、Cu含有量
は0.05〜0.50wt％とする。 Cr、Moは含有量が0.05wt％未満では強度向上
に効厚果が少なく、また0.50wt％を越えて含有さ
れると溶接性を劣化させる。よつて、Cr、Mo含
有量は0.5〜0.50wt％とする。 Niは含有量が0.05wt％未満では強度上昇に効
果は少なく、また、1.00wt％を越えて含有される
と効果は飽和してしまい、かつ、経済性を損な
う。 よつて、Ni含有量は0.05〜1.00wt％とする。 Ｂは強度を上昇させるためには0.0003wt％以上
の含有量が必要であり、また、0.0030wt％を越え
て含有されると靭性が劣化する。よつて、Ｂ含有
量は0.0003〜0.0030wt％とする。 Caは酸化物系介在物の球状化に効果のある元
素であり、含有量が0.0005wt％未満ではなこの効
果を少なく、また、0.0050wt％を越えて含有され
ると靭性を劣化させる。よつて、Ca含有量は
0.0005〜0.005wt％とする。なお、Caは介在物形
態制御元素であるから、含有させることは有利で
ある。 REMはCaと同様に硫化物系介在物の球状化に
効果のある元素であり、含有量が0.001wt％以上
を必要とし、また、0.030wt％を越えて含有され
ると靭性が劣化させる。よつて、REM含有量は
0.001〜0.030wt％とする。なお、このREMは介
在物形態制御元素であるから、含有させることは
有利である。 水素誘起割れの発生は、偏析部のビツカース硬
さと測定部における面積10mm2中の長さ10μ以上の
Ａ系介在物の総長さＡ（μ）、同じくＢ系介在物の
総長さＢ（μ）により制限されるものであり、即
ち、第１図に示すように、偏析部の硬さと介在物
長さの異なる鋼板を用い、PH＝３の条件で96時間
の水素誘起割れ試験を行なつた結果、偏析部の硬
さHv＞230であれば、長さ10℃以上のＡ系および
Ｂ系介在物が無くても水素誘起割れは発生する。
また、偏析部の硬さがHv≦230の場合、長さ10μ
以上のＡ系およびＢ系介在物の総長さＡおよびＢ
と偏析部のビツカース硬さHvの関係が、 Hv≦230−４／10×（Ａ＋Ｂ／２） を満足する場合、水素誘起割れは発生しないが、
この条件を満足しない場合には水素起割れが発生
するのである。 この場合、介在物として長さ10μ未満のものを
省いた理由は、このような小さい介在物は地鉄と
の界面の面積が小さく、また、介在物先端の尖鋭
度も小さく水素誘起割れに大きな影響を与えない
からである。また、Ｂ系介在物の総長さの係数を
Ａ系介在物の総長さの係数1/2としたのは、Ａ系
介在物と同じ係数として場合、偏析部硬さと介在
物長さの関係で水素誘起割れ発生の有無を良好に
整理できないのに対し、この係数を1/2とすると
第１図の示すように、この両者の関係によつて水
素誘起割れの発生を制御できるからである。ま
た、偏析部とは鋼板の中央部またはその近傍に位
置する凝固時の成分偏析部のことである。 以上説明したような、含有成分および成分割合
の鋼を通常の溶解法により溶解後、連続鋳造また
は造塊法により鋼塊または鋼片とした後、圧延前
に鋼塊、鋼片を1200℃以上1350℃以下の温度にお
いて、２時間以上24時間以下保持することによ
り、偏析元素が拡散して偏析部の硬さを低減する
ことができる。そして、この保持温度が1200℃未
満ではこのような効果は少なく、また、1350℃を
越えると鋼塊、鋼片の一部が溶融する可能性があ
るので保持温度は1200℃以上1350℃以下の範囲と
する。また、保持時間が２時間未満では上記の温
度範囲にあつても拡散効果は少なく、また、24時
間を越えると生産性が悪くなるので、保持時間は
２時間以上24時間以下とする。 また、鋼片から鋼板への圧下比を小さくし、お
よび／または、鋼板圧延時の圧下温度を高くし
て、介在物の伸展を抑制するために、鋼片を鋼板
に圧下を行う際に、900℃以下の温度における圧
下率を小さくすることにより、特に、Ａ系介在物
の長さを小さくすることができる。そして、900
℃を越える温度における圧下は介在物の伸展に影
響が小さいので900℃以下の温度とする。圧下率
はＡ系介在物の長さは略圧下率に比例して長くな
ることから、介在物長さの低減には圧下率を小さ
くすることが必要である。 そして、水素誘起割れの発生が、偏析部の硬さ
とその位置における介在物の総長さによつて制限
される理由は未が解明されていないが、介在物と
地鉄との界面の面積、界面先端の尖鋭度、水素ガ
スの圧力の大きさ、介在物の周囲の地鉄の水素脆
化の程度に関係しているものと考えられる。 ［実施例］ 本発明に係る耐水誘起割れ性に優れた鋼板の実
施例を説明する。 実施例 第１表に示す含有成分および成分割合の鋼を溶
製後、連続鋳造法または造塊法により鋳造した後
熱間圧延によつて供試鋼板を製造した。 各供鋼板の偏析部の硬さをビツカーズ硬度計
（荷重100ｇ）で測定すると共に、その部分におけ
る面積10mm2中の長さ10μ以上のＡ系介在文および
Ｂ系介在物の総長さを光学顕微鏡を用いて倍率
400倍で測定た。 この測定に用いた供試鋼板は、以下説明する水
素誘起割れ試験供試鋼板と同じ位置から採取し
た。 測定結果を第２表に示す。 耐水素誘起割れ性の評価は、NACE Stand
and TM−02−84に準じて行なつた。ただし、試
験に用いた溶液は、H2Sで飽和した人工海水（所
謂、BP溶液、PH〓５）と５％NaCl＋0.5％酢酸
溶液（所謂、NACE溶液、PH〓３）の２種類で
ある。 各供試鋼板より採取した試験片を無負荷状態で
上記溶液に96時間浸漬した後、断面検鏡により水
素誘起剤割れの有無を判定した。 上記水素誘起割れ試験に供した試験片は、最も
偏析の大きいと考えられる位置から、第２図に示
すように採取した。試験片の形状および断面検鏡
位置を第３図に示す。試験片のサイズは、ｔ×
20w×100lmmである。また、試験片の厚さは鋼板
の表裏両面を各１mmずつ切削した。 各供試鋼板より各試験溶液当り３個の試験片を
採社し、何れの試験片においても水素誘起割れの
発生が認められらない場合のみ、水素誘起割れの
発生無しと判定した。 試験結果を第２表に示す。 この第２表から明らかなように、本発明に係る
耐水素誘起割れ性に優れた鋼板においては、PH〓
５のBP溶液においては勿論のこと、PH〓３の
NACE溶液においても水素誘起割れな全く発生
していない。 また、本発明に係る耐水素誘起割れ性に優れた
鋼板の要件を満足していない鋼板においては何れ
も水素誘起割れが発生している。
【表】
【表】
○：水素誘起割れ無し。
×：水素誘起割れ発生。
［発明の効果］ 以上説明したように、本発明に係る耐水素誘起
割れ性に優れた鋼板は上貴の構成であるから、PH
＝３のような厳しい環境下においても水素誘起割
れは全く発生することがない優れた耐水素誘起割
れ性を有する効果がある。
×：水素誘起割れ発生。
［発明の効果］ 以上説明したように、本発明に係る耐水素誘起
割れ性に優れた鋼板は上貴の構成であるから、PH
＝３のような厳しい環境下においても水素誘起割
れは全く発生することがない優れた耐水素誘起割
れ性を有する効果がある。
第１図は水素誘起割れ発生におよぼす鋼板偏析
部の硬さと介在物長さの関係を示す図、第２図は
水素誘起割れ試験片の採取位置を示す斜視図、第
３図は水素誘起割れ試験片の形状と断面検鏡位置
を示す斜視図である。
部の硬さと介在物長さの関係を示す図、第２図は
水素誘起割れ試験片の採取位置を示す斜視図、第
３図は水素誘起割れ試験片の形状と断面検鏡位置
を示す斜視図である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ C0.01〜0.30wt％、Si0.02〜0.60wt％、 Mn0.50〜2.50wt％、P0.020wt％以下、 S0.010wt％以下、Al0.005〜0.060wt％ を含有し、残部Feおよび不可避不純物からな
り、かつ、偏析部のビツカース硬さと、硬さ測定
部における面積10mm2中の長さ10μ以上のＡ系介在
物の総長さＡ（μ）、同じくＢ系介在物の総長さＢ
（μ）との関係が下記の式を満足することを特徴
とする耐水素誘起割れ性に優れた鋼板。 Hv≦230−４／10×（Ａ＋Ｂ／２） ２ C0.01〜0.30wt％、Si0.02〜0.60wt％、 Mn0.50〜2.50wt％、P0.020wt％以下、 S0.010wt％ 以下、Al0.005〜0.060wt％を含有し、かつ、 Nb0.005〜0.150wt％、V0.005〜0.150wt％、 Ti0.005〜0.150wt％、Cu0.05〜0.50wt％、 Cr0.05〜0.50wt％、Mo0.05〜0.50wt％、 Ni0.05〜1.00wt％、 B0.0003〜0.0030wt％ のうちから選んだ１種または２種以上を含有し、
残部Feおよび不可避不純物からなり、かつ、偏
析部のビツカース硬さと、硬さ測定部における面
積10mm2中の長さ10μ以上のＡ系介在物の総長さＡ
（μ）、同じくＢ系介在物の総長さＢ（μ）との関
係が下記の式を満足することを特徴とする耐水素
誘起割れ性に優れた鋼板。 Hv≦230−４／10×（Ａ＋Ｂ／２） ３ C0.01〜0.30wt％、Si0.02〜0.60wt％、 Mn0.50〜2.50wt％、P0.020wt％以下、
S0.010wt％以下、Al0.005〜0.060wt％ を含有し、かつ、 Ca0.0005〜0.0050wt％、 REM0.001〜0.030wt％ のうちの１種または２種 を含有し、残部Feおよび不可避不純物からなり、
かつ、偏析部のビツカース硬さと、硬さ測定部に
おける面積10mm2中の長さ10μ以上のＡ系介在物の
総長さＡ（μ）、同じくＢ系介在物の総長さＢ（μ）
との関係が下記の式を満足することを特徴とする
耐水素誘起割れ性に優れた鋼板。 Hv≦230−４／10×（Ａ＋Ｂ／２） ４ C0.01〜0.30wt％、Si0.02〜0.60wt％、 Mn0.50〜2.50wt％、P0.020wt％以下、 S0.010wt％以下、Al0.005〜0.060wt％を含有
し、かつ、 Nb0.005〜0.150wt％、V0.005〜0.150wt％ Ti0.005〜0.150wt％、Cu0.05〜0.50wt％、 Cr0.05〜0.50wt％、Mo0.05〜0.50wt％、 Ni0.05〜1.00wt％、 B0.0003〜0.0030wt％ のうちから選んだ１種または２種以上を含有し、
さらに、 Ca0.0005〜0.0050wt％、 REM0.001〜0.030wt％ の１種または２種 を含有し、残部Feおよび不可避不純物からなり、
かつ、偏析部のビツカース硬さと、硬さ測定部に
おける面積10mm2中の長さ10μ以上のＡ系介在物の
総長さＡ（μ）、同じくＢ系介在物の総長さＢ（μ）
との関係が下記の式を満足することを特徴とする
耐水素誘起割れ性に優れた鋼板。 Hv≦230−４／10×（Ａ＋Ｂ／２）
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8652286A JPS62243737A (ja) | 1986-04-15 | 1986-04-15 | 耐水素誘起割れ性に優れた鋼板 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8652286A JPS62243737A (ja) | 1986-04-15 | 1986-04-15 | 耐水素誘起割れ性に優れた鋼板 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62243737A JPS62243737A (ja) | 1987-10-24 |
| JPH0558053B2 true JPH0558053B2 (ja) | 1993-08-25 |
Family
ID=13889319
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8652286A Granted JPS62243737A (ja) | 1986-04-15 | 1986-04-15 | 耐水素誘起割れ性に優れた鋼板 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62243737A (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH06271976A (ja) * | 1993-03-16 | 1994-09-27 | Sumitomo Metal Ind Ltd | 耐硫化物割れ性に優れた鋼材並びに鋼管 |
| KR100832982B1 (ko) * | 2006-11-09 | 2008-05-27 | 주식회사 포스코 | 내수소유기균열성과 저온인성이 우수한 열연강재 및 그제조방법 |
| JP4251229B1 (ja) | 2007-09-19 | 2009-04-08 | 住友金属工業株式会社 | 高圧水素ガス環境用低合金鋼および高圧水素用容器 |
| KR100957973B1 (ko) | 2007-12-28 | 2010-05-17 | 주식회사 포스코 | 냉간변형 하에서 내 사우어 특성이 우수한 열연강판 |
-
1986
- 1986-04-15 JP JP8652286A patent/JPS62243737A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62243737A (ja) | 1987-10-24 |
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