JPH0717948B2 - 特定方向のヤング率が高い厚鋼板の製造法 - Google Patents

特定方向のヤング率が高い厚鋼板の製造法

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JPH0717948B2
JPH0717948B2 JP2269414A JP26941490A JPH0717948B2 JP H0717948 B2 JPH0717948 B2 JP H0717948B2 JP 2269414 A JP2269414 A JP 2269414A JP 26941490 A JP26941490 A JP 26941490A JP H0717948 B2 JPH0717948 B2 JP H0717948B2
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【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は特定方向すなわち圧延方向に垂直な方向(以下
C方向という)のヤング率が高い厚鋼板の製造法に関す
るものである。この方法で製造した鋼板は船舶、建築な
どの鋼構造物に用いることができる。
〔従来の技術〕
近年、船舶や建築構造物に使用される構造用鋼材におい
て、構造物の大型化あるいはこれに伴う省エネルギー化
から構造物の軽量化が進みつつある。軽量化の手段とし
ては高張力鋼板を使用し、板厚を減少させることが有効
である。しかし、板厚を減少させていくと座屈の問題が
生じるため、鋼板の剛性を高めなければならない。鋼板
の剛性は形状が同じであればヤング率に比例する。この
ため、ヤング率の高い厚鋼板が望まれている。
ヤング率を高める手段として、特開昭56−23223号公報
には、特定組成を有する鋼を二相域圧延し、圧延後300
℃までの冷却速度を規定し、その後700℃以下の温度で
焼戻すことによりC方向のヤング率を10〜15%程度向上
させる製造法が開示されている。また、特開昭59−8372
1号公報には、Cを低組成量(0.03%未満)に限定した
特性組成を有する鋼を熱間圧延するに際して、Ar3温度
以下での累積圧下率で10%以上として圧延し、ついで72
0℃以下で捲取ることによりC方向のヤング率を向上さ
せる高剛性熱延鋼板の製造法が開示されている。
〔発明が解決しようとする課題〕
本発明の目的は、C方向のヤング率が高い厚鋼板の製造
法を提供することである。
〔課題を解決するための手段〕
本発明の要旨は、重量%で、 C :0.04〜0.15%、 Si:0.6%以下、 Mn:0.6〜2.0%、 P :0.03%以下、 S :0.01%以下、 N :0.01%以下、 Al:0.10%以下 を含有した鋼片を750〜850℃の温度範囲に加熱した後、
圧下比2以上で圧延を行い、650〜800℃の温度範囲で圧
延を終了することを特徴とする特定方向のヤング率が高
い厚鋼板の製造法、および、重量%で、 C :0.05〜0.15%、 Si:0.6%以下、 Mn:0.6〜2.0%、 P :0.03%以下、 S :0.01%以下、 N :0.01%以下、 Al:0.10%以下、 必要に応じて Nb:0.003〜0.060%、 Ti:0.005〜0.030%、 Ni:1%以下、 Cu:1%以下、 Cr:0.05〜1.00%、 Mo:0.05〜0.4%、 V :0.1%以下 の一種または二種以上を含有した鋼片を750〜900℃の温
度範囲に加熱した後、圧下比2以上で圧延を行い、650
〜800℃の温度範囲で圧延を終了することを特徴とする
特定方向のヤング率が高い厚鋼板の製造法である。
〔作用〕
本発明は圧延方向と45°の方向(以下R方向という)の
ヤング率を大きく低下させることなく、C方向のヤング
率を高めた厚鋼板の製造法である。
一般に、鋼板のヤング率を高める方法として集合組織の
利用が知られている。すなわち、フェライト(α)域で
圧延を行なうことにより(112)[1−10]のフェライ
ト圧延安定方位が発達し、C方向のヤング率が高くな
る。しかしながらα域での圧延は同時に(100)[011]
方位も発達させ、この方位はR方向のヤング率を低下さ
せてしまう。そこで、R方向のヤング率を大きく低下さ
せることなくC方向のヤング率を向上させた厚鋼板を製
造するための最適な加熱、圧延条件を検討し、本発明に
至った。
以下、本発明について説明する。
まず、鋼片の加熱温度は750〜850℃または700〜900℃に
限定する必要がある。加熱温度は本発明において最も重
要であり、この温度に加熱後圧延することにより、α域
での累積圧下率を大きくとれない厚鋼板の製造において
もヤング率の向上に有効な集合組織の発達を容易にでき
る。加熱温度が750℃未満になると、鋼片を均一に加熱
するために長時間加熱する必要が生じること、さらには
圧延時の変形抵抗が大きくなることから、エネルギーコ
ストが増大し好ましくない。また、加熱温度が850℃ま
たは900℃を超えると加熱時のフェライト率の割合が少
なくなり、集合組織の発達が少なくなりヤング率の向上
効果が小さくなる。
つぎに圧延を行う場合の圧下比は2以上とする必要があ
る。圧下比が2未満の場合には集合組織が十分に発達せ
ず、ヤング率の向上が認められない。さらに鋼板内の空
孔が圧着されないまま残るために、とくに靱性を著しく
劣化させる。
さらに、圧延終了温度は650〜800℃とする必要がある。
圧延を650℃未満で終了した場合、フェライトの延伸化
が顕著になるとともにフェライトへの加工量が大きくな
り、靱性を著しく劣化させる。一方、圧延終了温度が80
0℃を超える場合には集合組織の発達が十分でなく、ヤ
ング率の向上が期待できない。さらに、圧延後の冷却に
関しては空冷または加速冷却いずれも何ら差しつかえな
い。なお、本発明において厚鋼板とは板厚6mm以上の鋼
板をいう。
つぎに、成分の限定理由について述べる。
Cは必要な引張強度を得るため0.04%以上または0.05%
以上の添加が必要である。しかし、Cの過度の添加は溶
接性の劣化をもたらすことから、その上限を0.15%とす
る。
Siは脱酸上鋼に含まれる元素であるが、その過剰添加は
溶接性、溶接熱影響部(HAZ)靱性を阻害する。従っ
て、その上限を0.6%とすることが必要である。
Mnは強度、靱性並びに焼入性を確保する上で有用な元素
であり、0.6%以上の添加が必要である。しかし、Mn量
が多すぎると溶接性、HAZ靱性の劣化を招くため、その
上限を2.0%とする。
Nは一般に不可避的不純物として鋼中に含まれるが、N
の過量添加はHAZ靱性の劣化を招くため、その上限を0.0
1%とする。
Alは一般に脱酸上鋼に含まれる元素であるが、Siおよび
MnあるいはTiによっても脱酸は行なわれるので、本発明
ではAlについては下限を限定しない。しかし、Al量が多
くなると鋼の清浄度が悪くなり、HAZ靱性が劣化するの
で上限を0.1%とする。
なお、P,Sは不可避的不純物として鋼中に含まれる。こ
れらは母材ならびに溶接部の靱性を劣化させるためその
量は極力少ない方が好ましく、それぞれ0.03%、0.01%
以下とする。
本発明においては、さらに必要によりNb:0.003〜0.060
%、Ti:0.005〜0.030%、Ni:1.0%以下、Cu:1.0%以
下、Cr:0.05〜1.00%、Mo:0.05〜0.4%、V:0.1%以下の
うちいずれか1種または2種以上を含有させる。これら
の元素を含有させる主たる目的は、本発明の特徴を損な
うことなく強度、靱性の向上および製造板厚の拡大を可
能にすることであり、その添加量は溶接性およびHAZ靱
性等の面から制限される。
Nbは母材の強度・靱性の向上に有効な元素であり、その
量は0.003%以上必要であるが、Nbの過量添加はHAZ靱性
を劣化させるため、その上限を0.06%とする必要があ
る。
Tiは溶接時のオーステナイト粒の粗大化を抑制し、HAZ
靱性を確保する上で有用である。しかし、0.005%未満
の添加では効果がなく、また0.03%超の添加ではTiCの
析出硬化により逆にHAZ靱性の劣化を招くため、その添
加量を0.005〜0.03%に限定する。
NiはHAZの硬化性および靱性に悪影響を与えることなく
母材の強度、靱性を向上させる特性をもつが、1.0%を
超えるとHAZの硬化性および靱性上好ましくないため、
上限を1.0%とする。
CuとNiとほぼ同様の効果を持つとともに、耐食性、耐水
素誘起割れ特性にも効果がある。しかし、1.0%を超え
ると圧延中にCu−クラックが発生し、製造が困難にな
る。このため、上限を1.0%とする。
Crは母材の強度を高める元素であり、0.05%以上の添加
が必要である。しかし、Cr量が1.0%を超えると溶接性
やHAZ靱性を劣化させるため、その上限を1.0%とする。
Moは母材の強度、靱性を共に向上させる元素であり、0.
05%以上添加しないとその効果がない。しかし、0.4%
を超えると溶接部靱性および溶接性の劣化を招き好まし
くないため、上限を0.4%に限定する。
Vは微細な炭窒化物の形成による強度向上作用を有する
が、0.1%超の添加は靱性の劣化を引き起こすためその
上限を0.1%とする。
〔実施例〕
次に、本発明の実施例について説明する。
表1,2に供試鋼の化学成分と製造条件および機械的性質
を示す。種々の板厚の鋼板を製造し、機械的性質および
ヤング率の測定を実施した。ヤング率の測定は鋼板1/2t
部から3mm厚の試験片を採取し、共振法により求めた。
A〜Gは実施例、H〜Kは比較例を示す。実施例A〜G
はC方向のヤング率が24150kgf/mm2(21000の15%増
加)以上を示している。LさらにR方向においても1995
0kgf/mm2(21000の5%低下)以上を示し、ヤング率の
低下が小さい。これに対して、比較例Hは加熱温度が高
すぎるためC方向のヤング率が高くならない。比較例I
は圧下比が2未満であるため靱性が劣化している。比較
例Jは圧延終了温度が高いためC方向のヤング率が高く
ならない。比較例Kは圧延終了温度が低すぎるため靱性
が劣化している。
なお、共振法とは厚鋼板より得た3(t)×10×200
(l)(単位mm)の試験片(長軸:C方向)について、非
接触型加振器を用いて共振周波数 f0(1/sec)を求める方法であり、ヤング率E(kg/m
m2)は次の式で与えられる。
但しρ:密度(gr/mm3 〔発明の効果〕 本発明はR方向のヤング率を低下させることなくC方向
のヤング率が極めて高い鋼板を製造することができ、船
舶や建築構造物の軽量化を図ることができる。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】重量%で、C :0.04〜0.15%、 Si:0.6%以下、 Mn:0.6〜2.0%、 P :0.03%以下、 S :0.01%以下、 N :0.01%以下、 Al:0.10%以下 を含有した鋼片を750〜850℃の温度範囲に加熱した後、
    圧下比2以上で圧延を行い、650〜800℃の温度範囲で圧
    延を終了することを特徴とする特定方向のヤング率が高
    い厚鋼板の製造法。
  2. 【請求項2】重量%で、C :0.05〜0.15%、 Si:0.6%以下、 Mn:0.6〜2.0%、 P :0.03%以下、 S :0.01%以下、 N :0.01%以下、 Al:0.10%以下、 必要に応じて Nb:0.003〜0.060%、 Ti:0.005〜0.030%、 Ni:1%以下、 Cu:1%以下、 Cr:0.05〜1.00%、 Mo:0.05〜0.4%、 V :0.1%以下 の一種または二種以上を含有した鋼片を750〜900℃の温
    度範囲に加熱した後、圧下比2以上で圧延を行い、650
    〜800℃の温度範囲で圧延を終了することを特徴とする
    特定方向のヤング率が高い厚鋼板の製造法。
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