JPH06322440A - 高マンガン非磁性鋼片の圧延方法 - Google Patents
高マンガン非磁性鋼片の圧延方法Info
- Publication number
- JPH06322440A JPH06322440A JP11014593A JP11014593A JPH06322440A JP H06322440 A JPH06322440 A JP H06322440A JP 11014593 A JP11014593 A JP 11014593A JP 11014593 A JP11014593 A JP 11014593A JP H06322440 A JPH06322440 A JP H06322440A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 本発明はCを0.2重量%〜0.8重量%、
Siを0.5重量%以下、Mnを11重量%〜20重量
%、Crを3重量%以下含む高Mn非磁性鋼鋳片を熱間
圧延するに際し発生する割れ疵を大幅に改善する圧延方
法を提供する。 【構成】 連続鋳造後の鋳片表面の冷却最終下限温度を
CとCrの関数により制限し、その温度以上に維持した
まま加熱炉に装入し、加熱温度範囲を1050〜125
0℃とし、熱間圧延により所望の形状に圧延する際に、
1パス目の圧延の際に与える歪みを3〜6%の範囲で行
なう。
Siを0.5重量%以下、Mnを11重量%〜20重量
%、Crを3重量%以下含む高Mn非磁性鋼鋳片を熱間
圧延するに際し発生する割れ疵を大幅に改善する圧延方
法を提供する。 【構成】 連続鋳造後の鋳片表面の冷却最終下限温度を
CとCrの関数により制限し、その温度以上に維持した
まま加熱炉に装入し、加熱温度範囲を1050〜125
0℃とし、熱間圧延により所望の形状に圧延する際に、
1パス目の圧延の際に与える歪みを3〜6%の範囲で行
なう。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、核融合施設やリニアモ
ータカー用路盤、核磁気共鳴断層室等の、特に非磁性特
性が要求される建築土木用部材や機械構造用部材として
用いられる高マンガン非磁性鋼鋳片を表面割れを発生さ
せずに圧延する方法に関するものである。
ータカー用路盤、核磁気共鳴断層室等の、特に非磁性特
性が要求される建築土木用部材や機械構造用部材として
用いられる高マンガン非磁性鋼鋳片を表面割れを発生さ
せずに圧延する方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】磁気を用いる設備の建築用部材や機械構
造用部材では誘導電流の励起によるエネルギー損失やノ
イズの発生を避けるために、低い透磁率が要求されてい
る。これらにはオーステナイト組織を有する鋼材が適し
ているが、中でも磁性特性が安定している15〜25M
n鋼が多く使用されている。しかし、これらの棒線材を
製造する上で必要な鋳片の製造は従来、インゴット法で
鋳造されていた。また最近では連続鋳造による製造が試
みられているが、鋳片を熱間圧延する場合、鋳片のコー
ナー部に割れが多発し、歩留まりの低下を招いていた。
そのため、連続鋳造法による鋳片の加工性が優れた圧延
方法が強く望まれていた。
造用部材では誘導電流の励起によるエネルギー損失やノ
イズの発生を避けるために、低い透磁率が要求されてい
る。これらにはオーステナイト組織を有する鋼材が適し
ているが、中でも磁性特性が安定している15〜25M
n鋼が多く使用されている。しかし、これらの棒線材を
製造する上で必要な鋳片の製造は従来、インゴット法で
鋳造されていた。また最近では連続鋳造による製造が試
みられているが、鋳片を熱間圧延する場合、鋳片のコー
ナー部に割れが多発し、歩留まりの低下を招いていた。
そのため、連続鋳造法による鋳片の加工性が優れた圧延
方法が強く望まれていた。
【0003】鋼非磁性鋼材の降伏強度を高くするため
に、Vによる析出強化元素を添加する方法(特開昭55
−104428号公報)や、Cr等の固溶強化元素(特
開昭60−181256号公報)を添加する方法があ
る。しかしながら、これらの公報には鋼材の表面割れに
関する記載はない。また、AlとNの同時添加により
(特開平3−13544号公報)、降伏強度の改善と棒
鋼成品の表面割れを同時に改善する方法があるが、鋳片
圧延時の表面割れ防止についての記載はない。また、高
マンガン鋼の製造方法については特公昭63−3933
6号公報において、連続鋳造によるスラブの冷却条件を
制限し、鋳造後ただちに加熱炉装入し、加熱時の昇熱速
度と加熱温度を制限し、分塊圧延(予備圧延)を行な
い、圧延後水靭処理を行なうことにより、表面に発生す
る割れを防止している。この公報は連続鋳造後のスラブ
の冷却段階で発生するスラブにおける熱応力割れを防止
することが目的である。
に、Vによる析出強化元素を添加する方法(特開昭55
−104428号公報)や、Cr等の固溶強化元素(特
開昭60−181256号公報)を添加する方法があ
る。しかしながら、これらの公報には鋼材の表面割れに
関する記載はない。また、AlとNの同時添加により
(特開平3−13544号公報)、降伏強度の改善と棒
鋼成品の表面割れを同時に改善する方法があるが、鋳片
圧延時の表面割れ防止についての記載はない。また、高
マンガン鋼の製造方法については特公昭63−3933
6号公報において、連続鋳造によるスラブの冷却条件を
制限し、鋳造後ただちに加熱炉装入し、加熱時の昇熱速
度と加熱温度を制限し、分塊圧延(予備圧延)を行な
い、圧延後水靭処理を行なうことにより、表面に発生す
る割れを防止している。この公報は連続鋳造後のスラブ
の冷却段階で発生するスラブにおける熱応力割れを防止
することが目的である。
【0004】一方、本発明は連続鋳造後の鋳片段階での
表面割れではなく、後述するように鋳片から所望する形
状への熱間圧延で発生するコーナー部の割れを防止する
ためであり、割れの発生原因が全く異なっている。ま
た、特公昭56−8096号公報においてインゴット鋳
造法による鋳片の製造法について記載されているが、連
続鋳造法による鋳片の圧延方法ついては記載されていな
い。また、いずれの公報においても、鋳造から加熱まで
の温度条件についての開示がない。
表面割れではなく、後述するように鋳片から所望する形
状への熱間圧延で発生するコーナー部の割れを防止する
ためであり、割れの発生原因が全く異なっている。ま
た、特公昭56−8096号公報においてインゴット鋳
造法による鋳片の製造法について記載されているが、連
続鋳造法による鋳片の圧延方法ついては記載されていな
い。また、いずれの公報においても、鋳造から加熱まで
の温度条件についての開示がない。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、かかる状況
を鑑み、連続鋳造法により得られた高マンガン非磁性鋼
鋳片を所望の形状に熱間圧延するに際し、圧延時の割れ
疵発生を有利に改善する方法を提供することにある。
を鑑み、連続鋳造法により得られた高マンガン非磁性鋼
鋳片を所望の形状に熱間圧延するに際し、圧延時の割れ
疵発生を有利に改善する方法を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明者等は高マンガン
非磁性鋼鋳片圧延時の表面割れに関する長年の研究の結
果、表面割れの防止に対して次の方法を発明するに至っ
た。すなわち、 C :0.2〜0.8% Si:0.5%以下 Mn:11〜20% Cr:3%以下 を含有する溶鋼を連続鋳造し、得られた鋳片を所望の形
状に熱間圧延するに際し、該鋳片表面の連鋳機内冷却最
終下限温度TL を TL (℃)≧294+394×〔%C〕+74×〔%C
r〕 とし、該TL 以上の温度に保持したまま加熱炉に装入
し、1050〜1250℃の温度範囲に加熱した後、熱
間圧延における1パス目の圧延の際に与える圧下歪みを
3〜6%の範囲で行なうことを特徴とする、高マンガン
非磁性鋼鋳片の圧延方法である。なお、前記圧下歪みは
下記式で定義される。 圧下歪み(%)=ln(圧延前の断面積/圧延後の断面
積)×100
非磁性鋼鋳片圧延時の表面割れに関する長年の研究の結
果、表面割れの防止に対して次の方法を発明するに至っ
た。すなわち、 C :0.2〜0.8% Si:0.5%以下 Mn:11〜20% Cr:3%以下 を含有する溶鋼を連続鋳造し、得られた鋳片を所望の形
状に熱間圧延するに際し、該鋳片表面の連鋳機内冷却最
終下限温度TL を TL (℃)≧294+394×〔%C〕+74×〔%C
r〕 とし、該TL 以上の温度に保持したまま加熱炉に装入
し、1050〜1250℃の温度範囲に加熱した後、熱
間圧延における1パス目の圧延の際に与える圧下歪みを
3〜6%の範囲で行なうことを特徴とする、高マンガン
非磁性鋼鋳片の圧延方法である。なお、前記圧下歪みは
下記式で定義される。 圧下歪み(%)=ln(圧延前の断面積/圧延後の断面
積)×100
【0007】
【作用】本発明において前述のような圧延方法を定めた
理由について以下に述べる。本発明者等は高マンガン非
磁性鋼鋳片を熱間圧延するにあたり、種々の圧延パス、
加熱温度、鋳造から加熱炉装入までの鋳片の冷却最終下
限温度を変化させて試験を行なった結果、以下の知見を
得た。
理由について以下に述べる。本発明者等は高マンガン非
磁性鋼鋳片を熱間圧延するにあたり、種々の圧延パス、
加熱温度、鋳造から加熱炉装入までの鋳片の冷却最終下
限温度を変化させて試験を行なった結果、以下の知見を
得た。
【0008】すなわち、圧延時に発生する表面割れの発
生原因は、オーステナイト粒界に析出する炭化物と鋳造
ままの粗大結晶粒によるものである。連続鋳造後の冷却
途中で炭化物が析出し、室温まで冷却した後に再加熱し
ても、炭化物はオーステナイト中に完全に再固溶せず、
オーステナイト粒界に残存するために粒界を脆化させ、
圧延時に割れが発生する。
生原因は、オーステナイト粒界に析出する炭化物と鋳造
ままの粗大結晶粒によるものである。連続鋳造後の冷却
途中で炭化物が析出し、室温まで冷却した後に再加熱し
ても、炭化物はオーステナイト中に完全に再固溶せず、
オーステナイト粒界に残存するために粒界を脆化させ、
圧延時に割れが発生する。
【0009】冷却最終下限温度TL :鋳造から室温まで
の冷却において、炭化物の析出温度と鋼材中のC,C
r,Mn濃度の関係を図1に示した。C濃度が増加する
ほど炭化物の析出温度は高くなり、Crを添加すること
により炭化物の析出温度がさらに高くなることが分か
る。また、Mnは炭化物の析出温度にほとんど影響を及
ぼさないことが分かる。
の冷却において、炭化物の析出温度と鋼材中のC,C
r,Mn濃度の関係を図1に示した。C濃度が増加する
ほど炭化物の析出温度は高くなり、Crを添加すること
により炭化物の析出温度がさらに高くなることが分か
る。また、Mnは炭化物の析出温度にほとんど影響を及
ぼさないことが分かる。
【0010】この関係から炭化物の析出を抑制するため
には、連続鋳造後の鋳片表面の冷却最終下限温度TL を TL (℃)≧294+394×〔%C〕+74×〔%C
r〕 以上とする必要があることが分かった。
には、連続鋳造後の鋳片表面の冷却最終下限温度TL を TL (℃)≧294+394×〔%C〕+74×〔%C
r〕 以上とする必要があることが分かった。
【0011】C:Cはオーステナイトの安定化と強度向
上を目的として添加するが、図1に示すように、C量の
増加とともに炭化物の析出温度は上昇する。一方、鋳片
の連続鋳造後の表面温度は2次冷却条件や鋳造速度の影
響を受け、緩冷却および高速鋳造により上昇するが、実
操業において制御可能な温度範囲がおよそ850℃以下
であることから、Cの上限を0.8%とした。Cの下限
は成品の強度を確保するために0.2%以上とした。
上を目的として添加するが、図1に示すように、C量の
増加とともに炭化物の析出温度は上昇する。一方、鋳片
の連続鋳造後の表面温度は2次冷却条件や鋳造速度の影
響を受け、緩冷却および高速鋳造により上昇するが、実
操業において制御可能な温度範囲がおよそ850℃以下
であることから、Cの上限を0.8%とした。Cの下限
は成品の強度を確保するために0.2%以上とした。
【0012】Si:Siはフェライト安定化元素であ
り、非磁性材料として使用される高Mn鋼はオーステナ
イト組織を不安定にするため0.5%以下に制限した。
り、非磁性材料として使用される高Mn鋼はオーステナ
イト組織を不安定にするため0.5%以下に制限した。
【0013】Mn:非磁性の性質を安定するために、1
1%以上のMnが必要であり、20%超では製造コスト
の増加や、圧延ミル反力を増加させるために20%以下
とした。
1%以上のMnが必要であり、20%超では製造コスト
の増加や、圧延ミル反力を増加させるために20%以下
とした。
【0014】Cr:Crは固溶強化元素であることか
ら、鋼材の強度上昇を目的として添加されるが、多く添
加することによりオーステナイトを不安定にし、非磁性
材料としての性質を損なうことと、炭化物の析出温度を
増加させ、表面割れを発生しやすくなるため、3%以下
とした。
ら、鋼材の強度上昇を目的として添加されるが、多く添
加することによりオーステナイトを不安定にし、非磁性
材料としての性質を損なうことと、炭化物の析出温度を
増加させ、表面割れを発生しやすくなるため、3%以下
とした。
【0015】加熱温度:低温ではミル反力が大きくなり
圧延負荷が大きくなるために1050℃以上とし、高温
では結晶粒の粗大化が生じ、粒界脆化が著しく、圧延時
に粒界割れが発生するために1250℃以下とした。
圧延負荷が大きくなるために1050℃以上とし、高温
では結晶粒の粗大化が生じ、粒界脆化が著しく、圧延時
に粒界割れが発生するために1250℃以下とした。
【0016】1パス目の圧延歪み:さらに、高Mn非磁
性鋼は、室温まで冷却した状態においてもフェライト変
態せず、オーステナイト状態のままである。そのため、
炭化物の析出を抑制した温度以上で加熱炉に装入した場
合でも、結晶粒が粗大のままである。結晶粒が粗大なた
めに圧延で大きな歪みを与えると粒界割れが生じる。そ
こで、圧延の1パス目の圧延において割れが生じないこ
と、および再結晶により結晶粒を微細化するために必要
な歪みを与える必要がある。圧下歪みは以下の式で定義
している。 圧下歪み(%)=ln(圧延前の断面積/圧延後の断面
積)×100
性鋼は、室温まで冷却した状態においてもフェライト変
態せず、オーステナイト状態のままである。そのため、
炭化物の析出を抑制した温度以上で加熱炉に装入した場
合でも、結晶粒が粗大のままである。結晶粒が粗大なた
めに圧延で大きな歪みを与えると粒界割れが生じる。そ
こで、圧延の1パス目の圧延において割れが生じないこ
と、および再結晶により結晶粒を微細化するために必要
な歪みを与える必要がある。圧下歪みは以下の式で定義
している。 圧下歪み(%)=ln(圧延前の断面積/圧延後の断面
積)×100
【0017】図2は、18%Mn−0.5%C−2%C
rを含有した溶鋼を鋳造後の冷却最終下限温度を700
℃とし、その後1180℃まで加熱し、圧延の1パス目
に与える歪みを種々に変えたときの鋳片表面割れの発生
個数を示した。2パス目以降の圧延パススケジュール全
ては同じである。1パス目に3%未満の小さな歪みや、
6%超の大きな歪みを与えると割れが発生し易く、3〜
6%では割れがほとんど発生しないことが分った。この
ことから、圧延の1パス目の歪みを3〜6%にすること
により表面割れを防止し、表面性状の優れた鋳片を製造
することができる。
rを含有した溶鋼を鋳造後の冷却最終下限温度を700
℃とし、その後1180℃まで加熱し、圧延の1パス目
に与える歪みを種々に変えたときの鋳片表面割れの発生
個数を示した。2パス目以降の圧延パススケジュール全
ては同じである。1パス目に3%未満の小さな歪みや、
6%超の大きな歪みを与えると割れが発生し易く、3〜
6%では割れがほとんど発生しないことが分った。この
ことから、圧延の1パス目の歪みを3〜6%にすること
により表面割れを防止し、表面性状の優れた鋳片を製造
することができる。
【0018】また、非磁性特性や引張強度を改善するた
めに特殊元素を添加することがあるが、Niは3%以
下、Alは0.035%以下、Nは0.045%以下、
Vは0.2%以下であれば、本発明を実施すれば表面割
れを発生することなく高Mn非磁性鋼鋳片の圧延ができ
る。
めに特殊元素を添加することがあるが、Niは3%以
下、Alは0.035%以下、Nは0.045%以下、
Vは0.2%以下であれば、本発明を実施すれば表面割
れを発生することなく高Mn非磁性鋼鋳片の圧延ができ
る。
【0019】以上述べたように連続鋳造後の加熱炉装入
前の冷却最終下限温度を、C濃度とCr濃度で規制する
ことと、その後の圧延の1パス目に与える歪みを制限す
ることにより、表面割れを発生することなく高Mn非磁
性鋼鋳片を圧延することが可能である。これによって、
表面割れ発生による手入れ作業や屑化による歩留まりの
改善により、製造コストを大幅に低減できる。
前の冷却最終下限温度を、C濃度とCr濃度で規制する
ことと、その後の圧延の1パス目に与える歪みを制限す
ることにより、表面割れを発生することなく高Mn非磁
性鋼鋳片を圧延することが可能である。これによって、
表面割れ発生による手入れ作業や屑化による歩留まりの
改善により、製造コストを大幅に低減できる。
【0020】
【実施例】実施例について以下に詳細に説明する。15
0トン転炉および電極加熱式取鍋精錬炉にて高マンガン
非磁性鋼を溶製し、溶鋼成分および温度を調整した後、
容量30トンのタンディッシュを用い、曲率半径12.
0mRの湾曲型連続鋳造機において、サイズが350mm
×560mmの鋳片を鋳造した。鋳造速度は0.5〜0.
9m/minの範囲とし、2次冷却水量は0.3〜0.5l
/kgの範囲とした。鋳片は所定の長さに切断後、所定の
温度以上に維持したまま鋳片加熱炉に装入した。所定の
温度に加熱した鋳片を162mm×162mmの鋼片に熱間
圧延した。
0トン転炉および電極加熱式取鍋精錬炉にて高マンガン
非磁性鋼を溶製し、溶鋼成分および温度を調整した後、
容量30トンのタンディッシュを用い、曲率半径12.
0mRの湾曲型連続鋳造機において、サイズが350mm
×560mmの鋳片を鋳造した。鋳造速度は0.5〜0.
9m/minの範囲とし、2次冷却水量は0.3〜0.5l
/kgの範囲とした。鋳片は所定の長さに切断後、所定の
温度以上に維持したまま鋳片加熱炉に装入した。所定の
温度に加熱した鋳片を162mm×162mmの鋼片に熱間
圧延した。
【0021】表1に本発明例(鋼No.1〜No.10)に
おける鋼材の化学組成を示した。表2に本発明例と本発
明を実施しなかった比較例の製造条件と単位長さ当たり
に発生した割れの個数と深さ評点を示した。本発明例で
は割れの発生個数が非常に少なく、また割れの深さが浅
いため、屑化にはいたらず、わずかな手入れ作業だけで
製造可能である。これに対して、比較例では割れの発生
頻度も高く、しかも割れが深いために手入れ作業の負担
が大きくなり、屑化となるものも発生した。
おける鋼材の化学組成を示した。表2に本発明例と本発
明を実施しなかった比較例の製造条件と単位長さ当たり
に発生した割れの個数と深さ評点を示した。本発明例で
は割れの発生個数が非常に少なく、また割れの深さが浅
いため、屑化にはいたらず、わずかな手入れ作業だけで
製造可能である。これに対して、比較例では割れの発生
頻度も高く、しかも割れが深いために手入れ作業の負担
が大きくなり、屑化となるものも発生した。
【0022】
【表1】
【0023】
【表2】
【0024】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、高Mn非
磁性鋼鋳片を熱間圧延するに際し発生する割れ疵を大幅
に改善でき歩留まり向上、手入れ負荷の軽減が図られ大
幅な製造コスト低減が可能となる。
磁性鋼鋳片を熱間圧延するに際し発生する割れ疵を大幅
に改善でき歩留まり向上、手入れ負荷の軽減が図られ大
幅な製造コスト低減が可能となる。
【図1】C,Crの濃度により、炭化物が析出する温度
の関係を示した図。
の関係を示した図。
【図2】圧延の1パス目の歪みを変えたときの割れの発
生個数を示した図。
生個数を示した図。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 C22C 38/18 (72)発明者 山中 敦 北海道室蘭市仲町12番地 新日本製鐵株式 会社室蘭製鐵所内
Claims (1)
- 【請求項1】 重量比で、 C :0.2〜0.8% Si:0.5%以下 Mn:11〜20% Cr:3%以下 を含有する溶鋼を連続鋳造し、得られた鋳片を所望の形
状に熱間圧延するに際し、該鋳片表面の連鋳機内冷却最
終下限温度TL を TL (℃)≧294+394×〔%C〕+74×〔%C
r〕 とし、該TL 以上の温度に保持したまま加熱炉に装入
し、1050〜1250℃の加熱温度範囲に加熱した
後、熱間圧延における1パス目の圧延の際に与える圧下
歪みを3〜6%の範囲で行なうことを特徴とする、高マ
ンガン非磁性鋼鋳片の圧延方法。なお、前記圧下歪みは
下記式で定義される。 圧下歪み(%)=ln(圧延前の断面積/圧延後の断面
積)×100
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP11014593A JPH06322440A (ja) | 1993-05-12 | 1993-05-12 | 高マンガン非磁性鋼片の圧延方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP11014593A JPH06322440A (ja) | 1993-05-12 | 1993-05-12 | 高マンガン非磁性鋼片の圧延方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH06322440A true JPH06322440A (ja) | 1994-11-22 |
Family
ID=14528189
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP11014593A Withdrawn JPH06322440A (ja) | 1993-05-12 | 1993-05-12 | 高マンガン非磁性鋼片の圧延方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH06322440A (ja) |
Cited By (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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JP2004509762A (ja) * | 2000-09-19 | 2004-04-02 | ティッセンクルップ ニロスタ ゲー エム ベー ハー | Mn−オーステナイトから主としてなる鋼ストリップ又はシートの製造方法 |
KR100711361B1 (ko) * | 2005-08-23 | 2007-04-27 | 주식회사 포스코 | 가공성이 우수한 고망간형 고강도 열연강판 및 그 제조방법 |
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JP2012161820A (ja) * | 2011-02-08 | 2012-08-30 | Sumitomo Metal Ind Ltd | 非磁性鋼の連続鋳造を用いた製造方法 |
JP2013173159A (ja) * | 2012-02-24 | 2013-09-05 | Nippon Steel & Sumitomo Metal Corp | 高C高Mn非磁性鋼の連続鋳造方法 |
JP2013240800A (ja) * | 2012-05-18 | 2013-12-05 | Nippon Steel & Sumitomo Metal Corp | 鋼片の製造方法 |
JP2017504719A (ja) * | 2013-12-24 | 2017-02-09 | ポスコPosco | 溶接性及び溶接部の衝撃靱性に優れた鋼材 |
KR20190043466A (ko) * | 2017-10-18 | 2019-04-26 | 주식회사 포스코 | 표면품질이 우수한 저온용 고 망간강재 및 제조방법 |
WO2020153407A1 (ja) | 2019-01-25 | 2020-07-30 | Jfeスチール株式会社 | 高マンガン鋼鋳片の製造方法、および、高マンガン鋼鋼片または鋼板の製造方法 |
-
1993
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