JPH0657331A - 厚肉高張力鋼板の製造方法 - Google Patents

厚肉高張力鋼板の製造方法

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JPH0657331A
JPH0657331A JP23425892A JP23425892A JPH0657331A JP H0657331 A JPH0657331 A JP H0657331A JP 23425892 A JP23425892 A JP 23425892A JP 23425892 A JP23425892 A JP 23425892A JP H0657331 A JPH0657331 A JP H0657331A
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JP23425892A
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Masato Shimizu
水 眞 人 清
Kazuhiko Fujita
田 一 彦 藤
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Kobe Steel Ltd
Original Assignee
Kobe Steel Ltd
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Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【構成】C 0.15〜0.20wt%、Si 0.05
〜0.50wt%、Mn 0.50〜1.40wt%、N
i 1.1〜3.0wt%、Cr 0.2〜1.2wt%、
Mo 0.2〜1.0wt%、Al 0.01〜0.10w
t%、Nb 0.005〜0.050wt%、N 0.0
010〜0.0100wt%を含有し、かつ、Mn/1
0+2.5Nb+5N ≦ 0.20wt%とし、残部Fe
および不可避不純物からなる鋼片を、1150℃以上の
温度に加熱し、1000℃以下の温度における圧下率を
40%以上とし、そして、870℃以上の圧延仕上温度
の熱間圧延を行った後、オーステナイ領域の温度から直
接焼入れを行い、引き続いて500℃以上Ac1点未満
の温度において焼戻しを行う。 【効果】合金元素としてのNi、Cr、Moの含有量を
低く抑えることができ、かつ、靭性の良好な引張強さが
880N/mm2以上である厚肉高張力鋼板を製造する
ことができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は厚肉高張力鋼板の製造方
法に関し、さらに詳しくは、優れた靭性と引張強さ88
0N/mm2以上を有する厚肉高張力鋼板の製造方法に
関するものである。
【0002】
【従来技術】従来より、建設機械、または、運搬車輌等
には使用環境の苛酷さから高強度を有する鋼板が使用さ
れてきているが、最近になって、これら建設機械、運搬
車輌等の機器も大型化する傾向にあり、また、寒冷地に
おける使用が増加している。従って、低コストで優れた
靭性を有する厚肉高張力鋼板が要求されている。
【0003】いままでの、板厚40mm以上で引張強さ
880N/mm2以上である厚肉高張力鋼板としては、
C 0.2〜0.5wt%を含有するNi−Cr−Mo鋼
や低炭素でNi−Cr−Mo等の合金元素を多く含有し
ている鋼はよく知られている。
【0004】しかし、C 0.2〜0.5wt%を含有す
るNi−Cr−Mo鋼は、低温靭性が低く、また、溶接
に問題があり、低炭素でNi−Cr−Mo等の合金元素
を多く含有している鋼は、合金元素を多く含有すること
により、特定の用途に限定されるという問題がある。
【0005】上記の鋼において溶接性を改善する技術と
しては、微量のNbを含有させて熱間圧延後に直接焼入
れを行うと、焼戻し時にNb炭窒化物による析出強化が
生じることから、所定の強度を確保するためのMn、N
i、Cr、Mo等の合金元素を低減することができ、溶
接性の改善が可能となることが提案されている(特公昭
44−009567号公報)。しかしながら、この技術
においては、析出強化を利用した高張力鋼板は強化に伴
って、母材の靭性を劣化させるという重要な問題があ
る。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上記に説明し
た厚肉高張力鋼板の製造方法における従来技術の種々の
問題点を解決するために、本発明者が鋭意研究を行い、
検討を重ねた結果、Nbの析出強化による引張強さ88
0N/mm2以上の高強度化を図る場合、母材靭性の劣
化を解決するために、鋼の含有成分および成分割合を特
に制限したものとし、制御圧延、直接焼入れおよびその
後の熱処理により優れた靭性を有し、かつ、880N/
mm2以上の引張強さを有する厚肉高張力鋼板の製造方
法を開発したのである。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明に係る厚肉高張力
鋼板の製造方法は、C 0.15〜0.20wt%、Si
0.05〜0.50wt%、Mn 0.50〜1.40w
t%、Ni 1.1〜3.0wt%、Cr 0.2〜1.2
wt%、Mo 0.2〜1.0wt%、Al 0.01〜
0.10wt%、Nb 0.005〜0.050wt%、
N 0.0010〜0.0100wt%を含有し、かつ、
Mn/10+2.5Nb+5N ≦ 0.20wt%とし、
残部Feおよび不可避不純物からなる鋼片を、1150
℃以上の温度に加熱し、1000℃以下の温度における
圧下率を40%以上とし、そして、870℃以上の圧延
仕上温度の熱間圧延を行った後、オーステナイト領域の
温度から直接焼入れを行い、引き続いて500℃以上A
1点未満の温度において焼戻しを行うことを特徴とす
る厚肉高張力鋼板の製造方法を第1の発明とし、C
0.15〜0.20wt%、Si 0.05〜0.50wt
%、Mn 0.50〜1.40wt%、Ni 1.1〜3.
0wt%、Cr 0.2〜1.2wt%、Mo 0.2〜
1.0wt%、Al 0.01〜0.10wt%、Nb
0.005〜0.050wt%、N 0.0010〜0.0
100wt%を含有し、さらに、Cu 0.05〜1.5
0wt%を含有し、およびCa 0.001〜0.010
wt%を含有し、そして、これらCu、Caは何れか1
種または同時に2種を含有し、かつ、Mn/10+2.
5Nb+5N ≦ 0.20wt%とし、残部Feおよび
不可避不純物からなる鋼片を、1150℃以上の温度に
加熱し、1000℃以下の温度における圧下率を40%
以上とし、そして、870℃以上の圧延仕上温度の熱間
圧延を行った後、オーステナイト領域の温度から直接焼
入れを行い、引き続いて500℃以上Ac1点未満の温
度において焼戻しを行うことを特徴とする厚肉高張力鋼
板の製造方法を第2の発明とする2つの発明よりなるも
のである。
【0008】本発明に係る厚肉高張力鋼板の製造方法に
ついて、以下詳細に説明する。先ず、本発明に厚肉高張
力鋼板の製造方法において、使用する鋼片の含有成分お
よび成分割合について説明する。
【0009】Cは強度を確保するために含有させる元素
であり、含有量が0.15wt%未満ではこの効果は少
なく、また、0.20wt%を越えて含有させると靭性
の劣化および耐溶接割れ性が低下する。よって、C含有
量は0.15〜0.20wt%とする。
【0010】Siは脱酸に必要な元素であり、含有量が
0.05wt%未満ではこの効果は少なく、また、0.5
0wt%を越えて過多に含有させると溶接性、靭性を劣
化させる。よって、Si含有量は0.05〜0.50wt
%とする。
【0011】Mnは強度向上に重要であり、また、板厚
内部の強度を確保するために重要、かつ、必要な元素で
あり、含有量が0.50wt%未満ではこの効果が充分
得ることができず、また、1.40wt%を越えて過多
に含有させると、靭性が劣化する。よって、Mn含有量
は0.50〜1.40wt%とする。
【0012】Niは低温靭性を改善するのに有効な元素
であり、含有量が1.1wt%未満ではこの効果を充分
に得ることができず、また、3.0wt%を越えて過多
に含有させるとスケール疵を発生し易くなる。よって、
Ni含有量は1.1〜3.0wt%とする。
【0013】Crは強度向上に有効な元素であり、含有
量が0.2wt%未満ではこの効果は充分ではなく、ま
た、1.2wt%を越えて多量に含有させると溶接性を
害する。よって、Cr含有量は0.2〜1.2wt%とす
る。
【0014】Moは鋼の焼入れ性を上昇させて、強度を
向上させる元素であり、含有量が0.2wt%未満では
この効果は少なく、また、1.0wt%を越えて多量に
含有させると溶接性を劣化させる。よって、Mo含有量
は0.2〜1.0wt%とする。
【0015】Alは脱酸元素であり、含有量が0.01
wt%未満ではこの効果は期待できず、また、0.10
wt%を越えて過多に含有させると介在物を生成し、靭
性を劣化させる。よって、Al含有量は0.01〜0.1
0wt%とする。
【0016】Nbは極めて重要な元素であり、スラブ加
熱時にオーステナイト中に固溶し、圧延、および、直接
焼入れ後においても、その殆どは固溶した状態にあり、
焼戻しの際に微細な炭窒化物として結晶中に整合析出
し、強度上昇をもたらす効果があり、含有量が0.00
5wt%未満ではこのような効果は期待できず、また、
母材の靭性を確保するためには、Nb含有量の上限は
0.050wt%とする必要がある。よって、Nb含有
量は0.005〜0.050wt%とする。
【0017】Nは含有量を極度に低くすることは現在の
製鋼操業上困難であるので、下限は0.0010wt%
とし、また、過剰に含有させると靭性を劣化させるの
で、上限は0.0100wt%とする。よって、N含有
量は0.0010〜0.0100wt%とする。
【0018】Mn/10+2.5Nb+5N ≦ 0.20
wt%とするのは図1に示すとおりで、即ち、0.17
wt%C−2.0wt%Ni−1.0wt%Cr−0.5
wt%Moをベースにして、Mn/10+2.5Nb+
5Nを0.12〜0.25wt%の間で変化させた鋼を、
1200℃の温度に加熱を行い、1000℃以下の温度
で50%の圧下率、および、900℃以上の温度におい
て圧延を完了した後、オーステナイト領域から直接焼入
れを行い、引き続き640℃の温度で焼戻し熱処理を行
った時の、Mn/10+2.5Nb+5Nと低温靭性の
関係を示してあり、この式の値が多くなると低温靭性を
急激に低下させるのである。よって、低温靭性を保持す
るためには、Mn/10+2.5Nb+5Nは0.20w
t%以下とする必要がある。
【0019】また、本発明に係る圧肉高張力鋼板の製造
方法において使用する鋼は、上記に説明した元素を必須
成分とするものであるが、強度水準および板圧に応じて
焼入れ性を向上させる元素であるCuや介在物制御元素
であるCaの何れか1種または同時に2種を含有させる
ことができる。
【0020】Cuは固溶強化、析出強化により強度向上
に寄与する元素であり、含有量が0.05wt%未満で
はこの効果を充分に発揮することができず、また、1.
50wt%をこえて多量に含有させると熱間加工性を劣
化させ、表面割れを発生し易くなる。よって、Cu含有
量は0.05〜1.50wt%とする。
【0021】Caは非金属介在物の球状化作用を有して
おり、異方性の低減に有効であり、含有量が0.001
wt%未満ではこのような効果を得ることができず、ま
た、0.010wt%を越えて過多に含有させると介在
物が増加するので靭性を劣化させる。よって、Ca含有
量は0.001〜0.010wt%とする。
【0022】次に、本発明に係る厚肉高張力鋼板の製造
方法における圧延条件について説明する。
【0023】鋼片の加熱温度を1150℃を越える温度
とするのは、スラブ中に存在するNb炭化物をオーステ
ナイト中に充分固溶させるためであり、また、1000
℃以下の温度で、40%以上の圧下率および圧延仕上温
度を870℃以上で熱間圧延を行うのは、オーステナイ
トの微細化により靭性の向上を図るためと圧延完了直後
の直接焼入れにおいて、充分な強度を得るためであり、
これら上記の条件を外れるとこのような効果を期待する
ことはできない。
【0024】また、焼戻し温度を500℃以上Ac1
未満とするのは、500℃未満の温度では、直接焼入れ
時に発生した鋼板内部の残留応力の解放が充分ではな
く、加工時の歪の原因や耐脆性破壊特性に悪影響を与
え、そして、Ac1点を越える温度では、著しい強度低
下をもたらすからである。
【0025】
【実 施 例】本発明に係る厚肉高張力鋼板の製造方法
の実施例を比較例と共に説明する。
【0026】表1に示す含有成分および成分割合の鋼片
を溶解、鋳造を行った後、表2に示す加熱、圧延条件に
より、種々の板厚に圧延を行い、表2に示す熱処理を行
った後、引張試験はおよび衝撃試験を行った。表2にそ
の結果を示す。
【0027】この表2から明らかなように、本発明に係
る厚肉高張力鋼板の製造方法により製造された鋼板A
1、B1、C、Dは、何れも880N/mm2以上の引
張強さと良好な低温靭性を有している。
【0028】しかして、比較例A2は圧延仕上温度が低
いため、充分な強度が得られておらず、A3は鋼片の加
熱温度が低く、Nbの固溶が殆どなく、強度、靭性が低
く、B2は1000℃以下の温度における圧下率が低い
ため、充分な靭性が得られておらず、EはMn/10+
2.5Nb+5Nが0.20wt%わ越えているため靭性
の劣化が大きい。
【0029】
【表1】
【0030】
【表2】
【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る厚肉
高張力鋼板の製造方法は上記の構成であるから、合金元
素としてのNi、Cr、Moの含有量を極力低く抑える
ことができ、かつ、靭性の良好な引張強さが880N/
mm2以上を有する厚肉高張力鋼板を効率よく製造する
ことができるという効果を有するものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】母材の靭性とMn/10+2.5Nb+5N
(wt%)との関係を示す図である。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】C 0.15〜0.20wt%、Si 0.
    05〜0.50wt%、 Mn 0.50〜1.40wt%、Ni 1.1〜3.0w
    t%、 Cr 0.2〜1.2wt%、Mo 0.2〜1.0wt
    %、 Al 0.01〜0.10wt%、Nb 0.005〜0.
    050wt%、 N 0.0010〜0.0100wt% を含有し、かつ、 Mn/10+2.5Nb+5N ≦ 0.20wt% とし、残部Feおよび不可避不純物からなる鋼片を、1
    150℃以上の温度に加熱し、1000℃以下の温度に
    おける圧下率を40%以上とし、そして、870℃以上
    の圧延仕上温度の熱間圧延を行った後、オーステナイト
    領域の温度から直接焼入れを行い、引き続いて500℃
    以上Ac1点未満の温度において焼戻しを行うことを特
    徴とする厚肉高張力鋼板の製造方法。
  2. 【請求項2】C 0.15〜0.20wt%、Si 0.
    05〜0.50wt%、 Mn 0.50〜1.40wt%、Ni 1.1〜3.0w
    t%、 Cr 0.2〜1.2wt%、Mo 0.2〜1.0wt
    %、 Al 0.01〜0.10wt%、Nb 0.005〜0.
    050wt%、 N 0.0010〜0.0100wt% を含有し、さらに、 Cu 0.05〜1.50wt% 含有し、および、 Ca 0.001〜0.010wt% を含有し、そして、これらCu、Caの何れか1種また
    は同時に2種を含有し、かつ、 Mn/10+2.5Nb+5N ≦ 0.20wt% とし、残部Feおよび不可避不純物からなる鋼片を、1
    150℃以上の温度に加熱し、1000℃以下の温度に
    おける圧下率を40%以上とし、そして、870℃以上
    の圧延仕上温度の熱間圧延を行った後、オーステナイト
    領域の温度から直接焼入れを行い、引き続いて500℃
    以上Ac1点未満の温度において焼戻しを行うことを特
    徴とする厚肉高張力鋼板の製造方法。
JP23425892A 1992-08-10 1992-08-10 厚肉高張力鋼板の製造方法 Withdrawn JPH0657331A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111041384A (zh) * 2019-12-14 2020-04-21 舞阳钢铁有限责任公司 一种铸坯成材具备优良心部冲击韧性钢板及其生产方法

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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