JPH06184630A - 低温靱性の優れた厚肉９％Ｎｉ鋼の製造法 - Google Patents
低温靱性の優れた厚肉９％Ｎｉ鋼の製造法Info
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- JPH06184630A JPH06184630A JP33931192A JP33931192A JPH06184630A JP H06184630 A JPH06184630 A JP H06184630A JP 33931192 A JP33931192 A JP 33931192A JP 33931192 A JP33931192 A JP 33931192A JP H06184630 A JPH06184630 A JP H06184630A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 本発明は、低温靱性のすぐれた板厚４０ｍｍ
以上の厚肉９％Ｎｉ鋼板の製造法に関するものである。 【構成】 Ｓｉ：０．１％以下、Ｎｉ：７．５〜１０％
を基本成分として、７００〜９００℃での累積圧下率が
２０〜９０％の熱間圧延後、空冷し、その後、焼入れ、
焼戻し処理を施すか、圧延後５℃／ｓ以上の速さで冷却
し、その後、焼戻すことを特徴とする厚肉９％Ｎｉ鋼の
製造法。 【効果】 Ｓｉ含有量の低減、適正な累積圧下率制御に
より安定な残留オーステナイトの析出を得、低温靱性を
安価に向上させることが可能になった。
以上の厚肉９％Ｎｉ鋼板の製造法に関するものである。 【構成】 Ｓｉ：０．１％以下、Ｎｉ：７．５〜１０％
を基本成分として、７００〜９００℃での累積圧下率が
２０〜９０％の熱間圧延後、空冷し、その後、焼入れ、
焼戻し処理を施すか、圧延後５℃／ｓ以上の速さで冷却
し、その後、焼戻すことを特徴とする厚肉９％Ｎｉ鋼の
製造法。 【効果】 Ｓｉ含有量の低減、適正な累積圧下率制御に
より安定な残留オーステナイトの析出を得、低温靱性を
安価に向上させることが可能になった。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は低温靱性が極めて優れた
板厚４０ｍｍ以上の厚肉９％Ｎｉ鋼板の製造法に関する
ものである。
板厚４０ｍｍ以上の厚肉９％Ｎｉ鋼板の製造法に関する
ものである。
【０００２】
【従来の技術】エネルギー需要の増大および原子力の安
全性に関する危惧から、クリーンなエネルギー源として
の天然ガスの需要が急増しつつある。従って、近年、Ｌ
ＮＧ貯蔵用タンクの建設が国内外で積極的に推進されて
おり、タンク建造に使用される９％Ｎｉ鋼板の需要も増
加している。
全性に関する危惧から、クリーンなエネルギー源として
の天然ガスの需要が急増しつつある。従って、近年、Ｌ
ＮＧ貯蔵用タンクの建設が国内外で積極的に推進されて
おり、タンク建造に使用される９％Ｎｉ鋼板の需要も増
加している。
【０００３】このような低温貯蔵用圧力容器に使用され
る鋼材には、構造物の安全性の確保の観点から優れた脆
性破壊特性を有することが好ましいが、９％Ｎｉ鋼にお
いても一般に実施される焼入れ、焼戻し処理の他に、低
温靱性のさらなる向上の観点から様々な製造方法が提案
されてきた。例えば、特開昭４７−２３３１７号公報の
ように、Ａｃ1〜Ａｃ3変態点間（二相域）に加熱し、焼
入れおよび空冷した後、Ａｃ1変態点以下の温度で焼戻
しをすることを特徴とする厚肉９％Ｎｉ鋼の靱性向上
法、あるいは特開昭６０−１３１９１６号公報のよう
に、熱間圧延後、直接焼入れ処理を施し、二相域焼入れ
処理、焼戻しをする高靱性低温用鋼板の製造方法などで
ある。
る鋼材には、構造物の安全性の確保の観点から優れた脆
性破壊特性を有することが好ましいが、９％Ｎｉ鋼にお
いても一般に実施される焼入れ、焼戻し処理の他に、低
温靱性のさらなる向上の観点から様々な製造方法が提案
されてきた。例えば、特開昭４７−２３３１７号公報の
ように、Ａｃ1〜Ａｃ3変態点間（二相域）に加熱し、焼
入れおよび空冷した後、Ａｃ1変態点以下の温度で焼戻
しをすることを特徴とする厚肉９％Ｎｉ鋼の靱性向上
法、あるいは特開昭６０−１３１９１６号公報のよう
に、熱間圧延後、直接焼入れ処理を施し、二相域焼入れ
処理、焼戻しをする高靱性低温用鋼板の製造方法などで
ある。
【０００４】図４は重量％で、Ｃ：０．０５％、Ｓｉ：
０．２５％、Ｍｎ：０．５５％、Ｎｉ：９．１２％を含
有する９％Ｎｉ鋼において、１１５０℃に加熱後、普通
圧延（圧下規制なし）し、８００℃で焼入れ後、横軸に
示す各温度で焼戻した（保持：３０分）時の板厚４０ｍ
ｍでの−１９６℃におけるシャルピー吸収エネルギーを
示す。図から５５０〜６００℃の極めてせまい焼戻し温
度で靱性の良好な範囲が存在する。これは、９％Ｎｉ鋼
特有の現象であり、この最適焼戻し温度領域の低温およ
び高温側で靱性が顕著に低下していることを意味してい
る。すなわち、低温側（〜５５０℃）では焼戻し脆化に
より、さらに高温側（６００℃超）では残留オーステナ
イトが不安定になることにより靱性の低下が認められ
る。
０．２５％、Ｍｎ：０．５５％、Ｎｉ：９．１２％を含
有する９％Ｎｉ鋼において、１１５０℃に加熱後、普通
圧延（圧下規制なし）し、８００℃で焼入れ後、横軸に
示す各温度で焼戻した（保持：３０分）時の板厚４０ｍ
ｍでの−１９６℃におけるシャルピー吸収エネルギーを
示す。図から５５０〜６００℃の極めてせまい焼戻し温
度で靱性の良好な範囲が存在する。これは、９％Ｎｉ鋼
特有の現象であり、この最適焼戻し温度領域の低温およ
び高温側で靱性が顕著に低下していることを意味してい
る。すなわち、低温側（〜５５０℃）では焼戻し脆化に
より、さらに高温側（６００℃超）では残留オーステナ
イトが不安定になることにより靱性の低下が認められ
る。
【０００５】低温での焼戻し時に認められる焼戻し脆化
は、不純物元素含有量に大きく依存することが知られて
おり、特にＰ等の粒界脆化元素を低減することで脆化の
低減が可能である。しかしながら、高い焼戻し温度で見
られる残留オーステナイトが不安定化し、シャルピー試
験を行う時の冷却時あるいは衝撃時にマルテンサイト変
態することによる靱性の低下は、熱処理条件に影響を受
ける。従って、板厚の増大により板厚各位置で温度偏差
により残留オーステナイト生成が不均一になり、安定し
て高い靱性を有する９％Ｎｉ鋼板の製造が困難になる。
は、不純物元素含有量に大きく依存することが知られて
おり、特にＰ等の粒界脆化元素を低減することで脆化の
低減が可能である。しかしながら、高い焼戻し温度で見
られる残留オーステナイトが不安定化し、シャルピー試
験を行う時の冷却時あるいは衝撃時にマルテンサイト変
態することによる靱性の低下は、熱処理条件に影響を受
ける。従って、板厚の増大により板厚各位置で温度偏差
により残留オーステナイト生成が不均一になり、安定し
て高い靱性を有する９％Ｎｉ鋼板の製造が困難になる。
【０００６】先に記載した特開昭４７−２３３１７号公
報、および特開昭６０−１３１９１６号公報は中間焼入
れ処理を施すことで、焼戻し脆化感受性を低減すると同
時に、安定な残留オーステナイトを導入し、低温靱性を
向上せしめる発明であるが、厳格な加熱、圧延、熱処理
時の温度管理等の繁雑さや熱処理コストの増加を招き、
工業的に安価な素材の大量の提供には適さない。
報、および特開昭６０−１３１９１６号公報は中間焼入
れ処理を施すことで、焼戻し脆化感受性を低減すると同
時に、安定な残留オーステナイトを導入し、低温靱性を
向上せしめる発明であるが、厳格な加熱、圧延、熱処理
時の温度管理等の繁雑さや熱処理コストの増加を招き、
工業的に安価な素材の大量の提供には適さない。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】以上のことから、優れ
た低温靱性を有する厚肉９％Ｎｉ鋼板を容易に提供する
には、この焼戻し温度範囲をいかに広げるかが重要であ
る。すなわち、（１）焼戻し脆化の低減とともに、
（２）安定な残留オーステナイトの確保が重量になる。
特に、安定な残留オーステナイトを得るためには、ＬＮ
Ｇ温度への冷却や変形によってもマルテンサイト変態し
ない、変態初期の安定なオーステナイトの多量の生成が
必要である。
た低温靱性を有する厚肉９％Ｎｉ鋼板を容易に提供する
には、この焼戻し温度範囲をいかに広げるかが重要であ
る。すなわち、（１）焼戻し脆化の低減とともに、
（２）安定な残留オーステナイトの確保が重量になる。
特に、安定な残留オーステナイトを得るためには、ＬＮ
Ｇ温度への冷却や変形によってもマルテンサイト変態し
ない、変態初期の安定なオーステナイトの多量の生成が
必要である。
【０００８】しかしながら、従来の９％Ｎｉ鋼では、焼
入れ後、通常行われる５６０〜６００℃で３０分程度焼
戻した後の安定なオーステナイト量は０．２〜２％であ
る。従って、それ以上の安定な残留オーステナイトの生
成を図り、靱性の向上を得るためには、現在のところ、
熱処理コストがかかる中間焼入れ処理を施す以外に手段
がなかった。
入れ後、通常行われる５６０〜６００℃で３０分程度焼
戻した後の安定なオーステナイト量は０．２〜２％であ
る。従って、それ以上の安定な残留オーステナイトの生
成を図り、靱性の向上を得るためには、現在のところ、
熱処理コストがかかる中間焼入れ処理を施す以外に手段
がなかった。
【０００９】本発明は上記の問題点を解決し、靱性に優
れた９％Ｎｉ鋼を経済的に製造する方法を提供するもの
である。
れた９％Ｎｉ鋼を経済的に製造する方法を提供するもの
である。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明の要旨とするとこ
ろは、重量％で、Ｃ：０．０３〜０．１０％、Ｓｉ：
０．１０％以下、Ｍｎ：０．１〜２．０％、Ｎｉ：７．
５〜１０．０％、Ａｌ：０．００５〜０．１０％、さら
に選択的に強度改善元素群として、Ｍｏ：０．０４〜
０．５％、Ｃｒ：０．０５〜１．０％の１種または２種
を含み、残部がＦｅおよび不可避的不純物からなるスラ
ブを８５０〜１２００℃に加熱した後、７００〜９００
℃での累積圧下率が２０〜９０％の熱間圧延を施し、そ
の後、Ａｃ3変態点〜８５０℃の間に加熱して冷却する
焼入れ処理を施し、次いでＡｃ1変態点以下の温度で焼
戻すか、あるいは熱間圧延後、直ちに平均冷却速度５℃
／ｓ以上で１００℃以下まで冷却し、その後、Ａｃ1変
態点以下の温度で焼戻すことを特徴とする肉厚が４０ｍ
ｍ以上の低温靱性の優れた厚肉９％Ｎｉ鋼の製造法にあ
る。
ろは、重量％で、Ｃ：０．０３〜０．１０％、Ｓｉ：
０．１０％以下、Ｍｎ：０．１〜２．０％、Ｎｉ：７．
５〜１０．０％、Ａｌ：０．００５〜０．１０％、さら
に選択的に強度改善元素群として、Ｍｏ：０．０４〜
０．５％、Ｃｒ：０．０５〜１．０％の１種または２種
を含み、残部がＦｅおよび不可避的不純物からなるスラ
ブを８５０〜１２００℃に加熱した後、７００〜９００
℃での累積圧下率が２０〜９０％の熱間圧延を施し、そ
の後、Ａｃ3変態点〜８５０℃の間に加熱して冷却する
焼入れ処理を施し、次いでＡｃ1変態点以下の温度で焼
戻すか、あるいは熱間圧延後、直ちに平均冷却速度５℃
／ｓ以上で１００℃以下まで冷却し、その後、Ａｃ1変
態点以下の温度で焼戻すことを特徴とする肉厚が４０ｍ
ｍ以上の低温靱性の優れた厚肉９％Ｎｉ鋼の製造法にあ
る。
【００１１】
【作用】本発明者らは９％Ｎｉ鋼の焼戻し過程で生成す
るオーステナイトの挙動に注目し、多くの実験事実か
ら、鋼中のＳｉ量を低減すると同時に、適切な加熱圧延
を付与し、ミクロ組織を制御することで、中間焼入れ処
理を施さなくても安定な残留オーステナイトを多量に生
成でき、極めて高い靱性が広い熱処理温度範囲で容易に
得られることを知見した。
るオーステナイトの挙動に注目し、多くの実験事実か
ら、鋼中のＳｉ量を低減すると同時に、適切な加熱圧延
を付与し、ミクロ組織を制御することで、中間焼入れ処
理を施さなくても安定な残留オーステナイトを多量に生
成でき、極めて高い靱性が広い熱処理温度範囲で容易に
得られることを知見した。
【００１２】一般に、Ｓｉは多量に添加すると、焼戻し
脆化感受性を増大させる元素として知られている。従っ
て、通常の９％Ｎｉ鋼においては、０．２〜０．３％程
度にその添加量が抑えられている。本発明者らは９％Ｎ
ｉ鋼の焼戻し後に生成する残留オーステナイトの析出が
フェライト中の炭化物の解離により起こることに注目
し、炭化物のオーステナイトへの変態を促進すれば、焼
戻し初期に生成する安定なオーステナイトの生成量を増
加させることができるとの知見を多くの実験の結果、得
たものである。
脆化感受性を増大させる元素として知られている。従っ
て、通常の９％Ｎｉ鋼においては、０．２〜０．３％程
度にその添加量が抑えられている。本発明者らは９％Ｎ
ｉ鋼の焼戻し後に生成する残留オーステナイトの析出が
フェライト中の炭化物の解離により起こることに注目
し、炭化物のオーステナイトへの変態を促進すれば、焼
戻し初期に生成する安定なオーステナイトの生成量を増
加させることができるとの知見を多くの実験の結果、得
たものである。
【００１３】図１に重量％で、Ｃ：０．０５％、Ｍｎ：
０．５５％、Ｎｉ：９．１２％を含有し、Ｓｉを０．２
５％および０．０３％に変化させた２種類の９％Ｎｉ鋼
において、１１５０℃に加熱後、普通圧延（圧下規制な
し）を行い、室温まで空冷後、８００℃で焼入れ処理を
施し、次いで図の横軸に示す各温度で焼戻した（保持：
３０分）時の残留オーステナイト量を測定した結果を示
す。この時の残留オーステナイト量は、−１９６℃で１
時間冷却保持後、Ｘ線回折法により測定された。図から
明らかなように、５５０℃以上の焼戻し温度でいずれの
鋼においても残留オーステナイトの生成が認められる
が、０．０３％Ｓｉ鋼において残留オーステナイト量が
顕著に増加しているのが認められる。さらに、６２５℃
以上の高い温度において、０．２５％Ｓｉ添加鋼の残留
オーステナイト量が減少するのに比較して、０．０３％
Ｓｉ鋼ではその減少の程度が極めて小さい。
０．５５％、Ｎｉ：９．１２％を含有し、Ｓｉを０．２
５％および０．０３％に変化させた２種類の９％Ｎｉ鋼
において、１１５０℃に加熱後、普通圧延（圧下規制な
し）を行い、室温まで空冷後、８００℃で焼入れ処理を
施し、次いで図の横軸に示す各温度で焼戻した（保持：
３０分）時の残留オーステナイト量を測定した結果を示
す。この時の残留オーステナイト量は、−１９６℃で１
時間冷却保持後、Ｘ線回折法により測定された。図から
明らかなように、５５０℃以上の焼戻し温度でいずれの
鋼においても残留オーステナイトの生成が認められる
が、０．０３％Ｓｉ鋼において残留オーステナイト量が
顕著に増加しているのが認められる。さらに、６２５℃
以上の高い温度において、０．２５％Ｓｉ添加鋼の残留
オーステナイト量が減少するのに比較して、０．０３％
Ｓｉ鋼ではその減少の程度が極めて小さい。
【００１４】さらに、図２は、Ｃ：０．０５％、Ｓｉ：
０．０３％、Ｍｎ：０．５５％、Ｎｉ：９．１２％を含
有する９％Ｎｉ鋼を、１０５０℃に加熱後、９００℃以
下で図の横軸で示した種々の累積圧下率の圧延を行い、
板厚４０ｍｍの鋼板とし、これらの鋼板を８００℃で焼
入れ処理し、次いで６００℃で焼戻し処理（保持：３０
分）し、−１９６℃で１時間浸漬した後の残留オーステ
ナイト量および−１９６℃でのシャルピー衝撃吸収エネ
ルギーを測定した結果を示す。図から明らかなように、
圧下率の増加により変態初期の安定な残留オーステナイ
トが増加するとともに、靱性が向上するのが分かる。前
述したように、残留オーステナイトの核生成サイトは炭
化物であるが、それは単位体積あたりに含有している合
金元素濃度等が高いほど安定である。従って、安定なオ
ーステナイトの生成のためには合金元素の拡散挙動から
考えると、炭化物の析出状態を微細にしかも均一に分散
させることで、そこから解離して生成するオーステナイ
トの安定性を増加させることができる。
０．０３％、Ｍｎ：０．５５％、Ｎｉ：９．１２％を含
有する９％Ｎｉ鋼を、１０５０℃に加熱後、９００℃以
下で図の横軸で示した種々の累積圧下率の圧延を行い、
板厚４０ｍｍの鋼板とし、これらの鋼板を８００℃で焼
入れ処理し、次いで６００℃で焼戻し処理（保持：３０
分）し、−１９６℃で１時間浸漬した後の残留オーステ
ナイト量および−１９６℃でのシャルピー衝撃吸収エネ
ルギーを測定した結果を示す。図から明らかなように、
圧下率の増加により変態初期の安定な残留オーステナイ
トが増加するとともに、靱性が向上するのが分かる。前
述したように、残留オーステナイトの核生成サイトは炭
化物であるが、それは単位体積あたりに含有している合
金元素濃度等が高いほど安定である。従って、安定なオ
ーステナイトの生成のためには合金元素の拡散挙動から
考えると、炭化物の析出状態を微細にしかも均一に分散
させることで、そこから解離して生成するオーステナイ
トの安定性を増加させることができる。
【００１５】さらに、Ｎｉ含有鋼において、圧延直後の
ミクロ組織が熱処理後の組織に影響するのは良く知られ
た事実である。さらに、今回得られた知見から、炭化物
の微細化を促進するためには、圧延時の加工による変形
帯の導入から、圧延後の炭化物の核生成サイトを増加さ
せることが有効であり、熱間圧延時の結晶粒が熱処理後
の炭化物の状態に影響を及ぼすために、図２に示したよ
うに、安定な残留オーステナイトの量に影響するもので
ある。
ミクロ組織が熱処理後の組織に影響するのは良く知られ
た事実である。さらに、今回得られた知見から、炭化物
の微細化を促進するためには、圧延時の加工による変形
帯の導入から、圧延後の炭化物の核生成サイトを増加さ
せることが有効であり、熱間圧延時の結晶粒が熱処理後
の炭化物の状態に影響を及ぼすために、図２に示したよ
うに、安定な残留オーステナイトの量に影響するもので
ある。
【００１６】しかしながら、圧下率が９０％を超えると
圧延集合組織の発達により吸収エネルギーの急激な低下
が認められる。従って、２００Ｊ以上の良好な靱性を得
るためには、Ｓｉ量を低減すると同時に、適切な圧延条
件を選択することが重要である。図３は重量％で、Ｃ：
０．０５％、Ｓｉ：０．０３％、Ｍｎ：０．５５％、Ｎ
ｉ：９．１２％、Ｍｏ：０．０１％を含有する９％Ｎｉ
鋼において、１１５０℃に加熱後、８５０℃から３０％
の圧延を行い、８００℃で焼入れ後、同図の横軸に示す
各温度で焼戻した（保持：３０分）板厚４０ｍｍ鋼板の
−１９６℃におけるシャルピー吸収エネルギーを示す。
図４に示した従来の９％Ｎｉ鋼（０．２５％Ｓｉ）と比
較して、明らかに５００〜６２５℃の広い焼戻し温度範
囲で高い靱性を有しており、顕著な靱性の向上が認めら
れる。
圧延集合組織の発達により吸収エネルギーの急激な低下
が認められる。従って、２００Ｊ以上の良好な靱性を得
るためには、Ｓｉ量を低減すると同時に、適切な圧延条
件を選択することが重要である。図３は重量％で、Ｃ：
０．０５％、Ｓｉ：０．０３％、Ｍｎ：０．５５％、Ｎ
ｉ：９．１２％、Ｍｏ：０．０１％を含有する９％Ｎｉ
鋼において、１１５０℃に加熱後、８５０℃から３０％
の圧延を行い、８００℃で焼入れ後、同図の横軸に示す
各温度で焼戻した（保持：３０分）板厚４０ｍｍ鋼板の
−１９６℃におけるシャルピー吸収エネルギーを示す。
図４に示した従来の９％Ｎｉ鋼（０．２５％Ｓｉ）と比
較して、明らかに５００〜６２５℃の広い焼戻し温度範
囲で高い靱性を有しており、顕著な靱性の向上が認めら
れる。
【００１７】本発明においては、その出発材として電気
炉、転炉等の溶解炉で溶製し、連続鋳造あるいは造塊分
塊工程を経たスラブを用いる。鋼の化学成分として鋼の
強度、靱性の確保という観点から下記の限定が必要であ
る。 Ｃ：強度確保のために０．０３％以上の添加が必要であ
るが、過剰の添加は低温靱性の低下を招くために、０．
１％以下に限定する。
炉、転炉等の溶解炉で溶製し、連続鋳造あるいは造塊分
塊工程を経たスラブを用いる。鋼の化学成分として鋼の
強度、靱性の確保という観点から下記の限定が必要であ
る。 Ｃ：強度確保のために０．０３％以上の添加が必要であ
るが、過剰の添加は低温靱性の低下を招くために、０．
１％以下に限定する。
【００１８】Ｓｉ：焼戻し脆化を抑制せしめると同時
に、先に述べたように安定な残留オーステナイトを容易
に生成せしめるために０．１％以下に抑える。 Ｍｎ：強度改善元素として０．１％以上の添加が必要で
あるが、過剰の添加は焼戻し脆化を促進するために、そ
の上限を２．０％とする。 Ｎｉ：靱性の向上、オーステナイトの安定化に著しく効
果があるため、ＬＮＧ温度で良好な靱性を確保するため
には７．５％以上の添加が必要であるが、１０％を超え
て添加すると効果が飽和するために、その範囲を７．５
〜１０％とする。
に、先に述べたように安定な残留オーステナイトを容易
に生成せしめるために０．１％以下に抑える。 Ｍｎ：強度改善元素として０．１％以上の添加が必要で
あるが、過剰の添加は焼戻し脆化を促進するために、そ
の上限を２．０％とする。 Ｎｉ：靱性の向上、オーステナイトの安定化に著しく効
果があるため、ＬＮＧ温度で良好な靱性を確保するため
には７．５％以上の添加が必要であるが、１０％を超え
て添加すると効果が飽和するために、その範囲を７．５
〜１０％とする。
【００１９】Ａｌ：脱酸材として、さらにＡｌＮによる
組織微細化を図るために、０．００５％以上の添加が必
要であるが、０．１０％を超えると靱性を低下するため
に、その範囲を０．００５〜０．１０％とする。 さらに、強度改善元素として、下記の元素を加えても良
い。 Ｍｏ：焼戻し脆化感受性の低減および強度上昇の観点か
ら０．０４％以上の添加が必要であるが、０．５％を超
えると靱性が低下するために、その範囲を０．０４〜
０．５％とする。
組織微細化を図るために、０．００５％以上の添加が必
要であるが、０．１０％を超えると靱性を低下するため
に、その範囲を０．００５〜０．１０％とする。 さらに、強度改善元素として、下記の元素を加えても良
い。 Ｍｏ：焼戻し脆化感受性の低減および強度上昇の観点か
ら０．０４％以上の添加が必要であるが、０．５％を超
えると靱性が低下するために、その範囲を０．０４〜
０．５％とする。
【００２０】Ｃｒ：Ｃｒ炭化物の析出により強度の上昇
を図るために、０．０５％以上の添加が必要であるが、
過剰の添加では靱性が低下するために、その上限を１．
０％とする。 上記の組成のスラブを加熱後、７００〜９００℃での累
積圧下率が２０〜９０％の熱間圧延を施す。この熱間圧
延の規制はミクロ組織を微細化すると同時に残留オース
テナイトの核生成サイトとなる炭化物を微細化し、均一
に鋼中に分散するために行うものであって、９００℃を
超える温度での加工はオーステナイトの再結晶が瞬時に
起こるために、炭化物を微細化するための変形帯の導入
が達成できず、さらに７００℃未満に低下すると、集合
組織の発達により靱性が著しく低下する。さらに、その
温度範囲での適正な圧下を加えることで、残留オーステ
ナイトを増加させることができる。その範囲は、図２に
示したように、２０％未満の累積圧下率では残留オース
テナイト量の増加が望めず、また靱性の著しい向上が認
めらない。一方、９０％を超える圧下率では靱性を阻害
する集合組織が発達する。
を図るために、０．０５％以上の添加が必要であるが、
過剰の添加では靱性が低下するために、その上限を１．
０％とする。 上記の組成のスラブを加熱後、７００〜９００℃での累
積圧下率が２０〜９０％の熱間圧延を施す。この熱間圧
延の規制はミクロ組織を微細化すると同時に残留オース
テナイトの核生成サイトとなる炭化物を微細化し、均一
に鋼中に分散するために行うものであって、９００℃を
超える温度での加工はオーステナイトの再結晶が瞬時に
起こるために、炭化物を微細化するための変形帯の導入
が達成できず、さらに７００℃未満に低下すると、集合
組織の発達により靱性が著しく低下する。さらに、その
温度範囲での適正な圧下を加えることで、残留オーステ
ナイトを増加させることができる。その範囲は、図２に
示したように、２０％未満の累積圧下率では残留オース
テナイト量の増加が望めず、また靱性の著しい向上が認
めらない。一方、９０％を超える圧下率では靱性を阻害
する集合組織が発達する。
【００２１】その後、Ａｃ3変態点〜８５０℃の間に加
熱して冷却する焼入れ処理を施し、次いでＡｃ1変態点
以下の温度で焼戻しを行う。焼入れ処理は良好な靱性を
得るために行われる熱処理であって、微細なマルテンサ
イト組織を生成させるために行う。従って、均一なオー
ステナイト組織から冷却する必要から、Ａｃ3変態点以
上に加熱されるべきであるが、８５０℃を超えるとオー
ステナイト結晶粒が粗大化し、靱性が低下することから
Ａｃ3変態点〜８５０℃の温度範囲に限定する。
熱して冷却する焼入れ処理を施し、次いでＡｃ1変態点
以下の温度で焼戻しを行う。焼入れ処理は良好な靱性を
得るために行われる熱処理であって、微細なマルテンサ
イト組織を生成させるために行う。従って、均一なオー
ステナイト組織から冷却する必要から、Ａｃ3変態点以
上に加熱されるべきであるが、８５０℃を超えるとオー
ステナイト結晶粒が粗大化し、靱性が低下することから
Ａｃ3変態点〜８５０℃の温度範囲に限定する。
【００２２】さらに、焼戻し処理は前述したマルテンサ
イト組織中の転位密度を下げ、安定な析出オーステナイ
トを生成するために行われるものであって、Ａｃ1変態
点以下の温度で行われるが、微細な析出オーステナイト
を得るために、５５０℃以上の温度で行う必要がある。
また、焼入れ処理は熱間圧延後、直ちに急冷することで
代用することができ、その場合に、冷却速度が５℃／ｓ
以上であると先に述べた焼入れ処理と同等の効果を得る
ことができる。
イト組織中の転位密度を下げ、安定な析出オーステナイ
トを生成するために行われるものであって、Ａｃ1変態
点以下の温度で行われるが、微細な析出オーステナイト
を得るために、５５０℃以上の温度で行う必要がある。
また、焼入れ処理は熱間圧延後、直ちに急冷することで
代用することができ、その場合に、冷却速度が５℃／ｓ
以上であると先に述べた焼入れ処理と同等の効果を得る
ことができる。
【００２３】
【実施例】次に本発明の実施例について説明する。表１
に示す化学成分を有するスラブを表２に示す加熱圧延、
熱処理条件に基づき、板厚４０〜１００ｍｍの鋼板を製
造した。その後、−１９６℃でのシャルピー衝撃試験に
より靱性を調べた。
に示す化学成分を有するスラブを表２に示す加熱圧延、
熱処理条件に基づき、板厚４０〜１００ｍｍの鋼板を製
造した。その後、−１９６℃でのシャルピー衝撃試験に
より靱性を調べた。
【００２４】表２に見られるように、本発明鋼（符号
１、２、３、６、７、８、１０、１２、１３、１５、１
６）は残留オーステナイトが３．５％以上存在するとと
もに、２００Ｊ以上の極めて良好な靱性を示す。符号
５、９、１１、１４は本発明成分範囲内の鋼であるが、
符号５は制御圧延開始温度が本発明範囲より高く、符号
９は焼入れ温度が本発明範囲より高い。さらに、符号１
１は制御圧延開始温度が本発明範囲より低く、符号１４
は圧下率が本発明範囲を逸脱している。従って、上記の
鋼板はすべて靱性が２００Ｊ未満の低い値を示してい
る。
１、２、３、６、７、８、１０、１２、１３、１５、１
６）は残留オーステナイトが３．５％以上存在するとと
もに、２００Ｊ以上の極めて良好な靱性を示す。符号
５、９、１１、１４は本発明成分範囲内の鋼であるが、
符号５は制御圧延開始温度が本発明範囲より高く、符号
９は焼入れ温度が本発明範囲より高い。さらに、符号１
１は制御圧延開始温度が本発明範囲より低く、符号１４
は圧下率が本発明範囲を逸脱している。従って、上記の
鋼板はすべて靱性が２００Ｊ未満の低い値を示してい
る。
【００２５】さらに、符号４、１７、１８、１９、２０
は化学成分が本発明範囲を逸脱しているものの例であ
る。符号４、１７はＳｉ添加量が本発明範囲を逸脱して
おり、通常の焼戻しにおいても十分な残留オーステナイ
ト量の確保が困難で、靱性が低下している。符号１８は
Ｃ量が本発明範囲より高く、残留オーステナイトは多量
に存在するが、靱性が低下する。符号１９および２０は
ＭｎおよびＭｏが本発明範囲より高い場合である。Ｍｎ
はオーステナイト化元素であり、残留オーステナイトを
生成し易くするが、強度の上昇から靱性を阻害する。Ｍ
ｏは多量添加すると、過度の析出硬化によりやはり靱性
が低下する。
は化学成分が本発明範囲を逸脱しているものの例であ
る。符号４、１７はＳｉ添加量が本発明範囲を逸脱して
おり、通常の焼戻しにおいても十分な残留オーステナイ
ト量の確保が困難で、靱性が低下している。符号１８は
Ｃ量が本発明範囲より高く、残留オーステナイトは多量
に存在するが、靱性が低下する。符号１９および２０は
ＭｎおよびＭｏが本発明範囲より高い場合である。Ｍｎ
はオーステナイト化元素であり、残留オーステナイトを
生成し易くするが、強度の上昇から靱性を阻害する。Ｍ
ｏは多量添加すると、過度の析出硬化によりやはり靱性
が低下する。
【００２６】
【表１】
【００２７】
【表２】
【００２８】
【発明の効果】本発明により板厚４０ｍｍ以上の厚肉９
％Ｎｉ鋼の低温靱性の向上が得られ、従来行われている
焼入れ、焼戻し処理だけで良好な靱性を有する９％Ｎｉ
鋼の製造が可能になり、今後の大型貯蔵タンクの建造に
関して優れた安全性を提供できる。
％Ｎｉ鋼の低温靱性の向上が得られ、従来行われている
焼入れ、焼戻し処理だけで良好な靱性を有する９％Ｎｉ
鋼の製造が可能になり、今後の大型貯蔵タンクの建造に
関して優れた安全性を提供できる。
【図１】焼戻し温度と残留オーステナイトの関係を示す
説明図である。
説明図である。
【図２】９００℃以下の累積圧下率と残留オーステナイ
トおよび−１９６℃でのシャルピー吸収エネルギーとの
関係を示す説明図である。
トおよび−１９６℃でのシャルピー吸収エネルギーとの
関係を示す説明図である。
【図３】焼戻し温度と−１９６℃でのシャルピー吸収エ
ネルギーの関係を示す説明図である。
ネルギーの関係を示す説明図である。
【図４】従来法による焼戻し温度とシャルピー吸収エネ
ルギーの関係を示す説明図である。
ルギーの関係を示す説明図である。
Claims (3)
- 【請求項１】 重量％で、 Ｃ ： ０．０３〜０．１０％、 Ｓｉ： ０．１０％以下、 Ｍｎ： ０．１〜２．０％、 Ｎｉ： ７．５〜１０．０％、 Ａｌ： ０．００５〜０．１０％ を含有し、残部がＦｅおよび不可避的不純物からなるス
ラブを加熱後、７００〜９００℃での累積圧下率が２０
〜９０％の熱間圧延を施し、その後、Ａｃ3変態点〜８
５０℃の間に加熱して冷却する焼入れ処理を施し、次い
でＡｃ1変態点以下の温度で焼戻すことを特徴とする肉
厚が４０ｍｍ以上の低温靱性の優れた厚肉９％Ｎｉ鋼の
製造法。 - 【請求項２】 重量％で、 Ｃ ： ０．０３〜０．１０％、 Ｓｉ： ０．１０％以下、 Ｍｎ： ０．１〜２．０％、 Ｎｉ： ７．５〜１０．０％、 Ａｌ： ０．００５〜０．１０％ を含有し、残部がＦｅおよび不可避的不純物からなるス
ラブを加熱後、７００〜９００℃での累積圧下率が２０
〜９０％の熱間圧延を施し、直ちに平均冷却速度５℃／
ｓ以上で１００℃以下まで冷却し、その後、Ａｃ1変態
点以下の温度で焼戻すことを特徴とする肉厚が４０ｍｍ
以上の低温靱性の優れた厚肉９％Ｎｉ鋼の製造法。 - 【請求項３】 強度改善元素群として、重量％で、 Ｍｏ：０．０４〜０．５％、 Ｃｒ：０．０５〜１．０％ の１種または２種を含有する請求項１または２記載の肉
厚が４０ｍｍ以上の低温靱性の優れた厚肉９％Ｎｉ鋼の
製造法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33931192A JPH06184630A (ja) | 1992-12-18 | 1992-12-18 | 低温靱性の優れた厚肉９％Ｎｉ鋼の製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33931192A JPH06184630A (ja) | 1992-12-18 | 1992-12-18 | 低温靱性の優れた厚肉９％Ｎｉ鋼の製造法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06184630A true JPH06184630A (ja) | 1994-07-05 |
Family
ID=18326258
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP33931192A Pending JPH06184630A (ja) | 1992-12-18 | 1992-12-18 | 低温靱性の優れた厚肉９％Ｎｉ鋼の製造法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06184630A (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011021243A (ja) * | 2009-07-16 | 2011-02-03 | Sumitomo Metal Ind Ltd | アレスト性に優れた厚肉低温用鋼板およびその製造方法 |
| JP5126780B2 (ja) * | 2006-01-13 | 2013-01-23 | 新日鐵住金株式会社 | 溶接熱影響部のｃｔｏｄ特性に優れた極低温用鋼 |
| WO2014017057A1 (ja) * | 2012-07-23 | 2014-01-30 | Ｊｆｅスチール株式会社 | Ni含有厚鋼板 |
| WO2014030618A1 (ja) * | 2012-08-23 | 2014-02-27 | 株式会社神戸製鋼所 | 極低温靱性に優れた厚鋼板 |
| WO2014203347A1 (ja) | 2013-06-19 | 2014-12-24 | 新日鐵住金株式会社 | 鋼材およびその製造方法並びにｌｎｇタンク |
| WO2019087318A1 (ja) | 2017-10-31 | 2019-05-09 | 新日鐵住金株式会社 | 低温用ニッケル含有鋼板およびそれを用いた低温用タンク |
| KR20210062895A (ko) * | 2019-11-22 | 2021-06-01 | 현대제철 주식회사 | 고인성 니켈강 제조방법 및 니켈강 자화 제어방법 |
| US11149326B2 (en) | 2016-10-25 | 2021-10-19 | Posco | High-strength and high-manganese steel having excellent low-temperature toughness and manufacturing method therefor |
-
1992
- 1992-12-18 JP JP33931192A patent/JPH06184630A/ja active Pending
Cited By (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| JP2014019936A (ja) * | 2012-07-23 | 2014-02-03 | Jfe Steel Corp | 低温靱性に優れたＮｉ含有厚鋼板 |
| EP2876179A4 (en) * | 2012-07-23 | 2016-02-17 | Jfe Steel Corp | THICK STEEL SHEET CONTAINING NICKEL |
| WO2014030618A1 (ja) * | 2012-08-23 | 2014-02-27 | 株式会社神戸製鋼所 | 極低温靱性に優れた厚鋼板 |
| CN104520461A (zh) * | 2013-06-19 | 2015-04-15 | 新日铁住金株式会社 | 钢材及其制造方法以及lng罐 |
| WO2014203347A1 (ja) | 2013-06-19 | 2014-12-24 | 新日鐵住金株式会社 | 鋼材およびその製造方法並びにｌｎｇタンク |
| US11149326B2 (en) | 2016-10-25 | 2021-10-19 | Posco | High-strength and high-manganese steel having excellent low-temperature toughness and manufacturing method therefor |
| WO2019087318A1 (ja) | 2017-10-31 | 2019-05-09 | 新日鐵住金株式会社 | 低温用ニッケル含有鋼板およびそれを用いた低温用タンク |
| KR20190122755A (ko) | 2017-10-31 | 2019-10-30 | 닛폰세이테츠 가부시키가이샤 | 저온용 니켈 함유 강판 및 그것을 사용한 저온용 탱크 |
| US11203804B2 (en) | 2017-10-31 | 2021-12-21 | Nippon Steel Corporation | Nickel-containing steel plate for use at low temperature and tank for use at low temperature using the same |
| KR20210062895A (ko) * | 2019-11-22 | 2021-06-01 | 현대제철 주식회사 | 고인성 니켈강 제조방법 및 니켈강 자화 제어방법 |
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|---|---|---|---|
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