JPH07286232A - 繰り返し曲げ変形性能の優れた曲げ加工用鋼板とその製造方法 - Google Patents
繰り返し曲げ変形性能の優れた曲げ加工用鋼板とその製造方法Info
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- JPH07286232A JPH07286232A JP7907194A JP7907194A JPH07286232A JP H07286232 A JPH07286232 A JP H07286232A JP 7907194 A JP7907194 A JP 7907194A JP 7907194 A JP7907194 A JP 7907194A JP H07286232 A JPH07286232 A JP H07286232A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 繰り返し曲げ変形の耐久性に優れた構造用鋼
板を生産性よく製造する。 【構成】 構造用鋼の成分からなり、凝固後Ａｃ3 以上
に加熱した構造用鋼の鋳片を適正な圧延条件にて圧延
後、繰り返し曲げ加工を受ける部位を局所熱処理により
表裏層部を粗大組織化させ、低降伏強度化することによ
り、強度と繰り返し曲げ耐久性を両立させた鋼板とその
製造方法。 【効果】 繰り返し曲げ変形を受ける構造物の強度と耐
久性を同時に向上させる。
板を生産性よく製造する。 【構成】 構造用鋼の成分からなり、凝固後Ａｃ3 以上
に加熱した構造用鋼の鋳片を適正な圧延条件にて圧延
後、繰り返し曲げ加工を受ける部位を局所熱処理により
表裏層部を粗大組織化させ、低降伏強度化することによ
り、強度と繰り返し曲げ耐久性を両立させた鋼板とその
製造方法。 【効果】 繰り返し曲げ変形を受ける構造物の強度と耐
久性を同時に向上させる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、繰り返し曲げ変形を受
ける部位の低サイクル疲労特性を向上させるために、当
該変形を受ける部位とその近傍のみを曲げモーメントの
大きな鋼板表裏層部を低降伏強度化し、板厚内層部によ
り構造物としての強度を保持させるよう複層化させた鋼
板とその製造方法に関するものである。
ける部位の低サイクル疲労特性を向上させるために、当
該変形を受ける部位とその近傍のみを曲げモーメントの
大きな鋼板表裏層部を低降伏強度化し、板厚内層部によ
り構造物としての強度を保持させるよう複層化させた鋼
板とその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】建設機械等の比較的小型な構造物の制作
には、省工程化のために曲げ加工が広く採用されるよう
になってきた。特に、曲げ加工部に更に繰り返しの曲げ
加工が作用する場合があり、その曲げ加工量が弾性範囲
であるスプリングバック量を超えると、数回〜数百回で
破断してしまうことが多く、耐久性の観点から改善が望
まれている。
には、省工程化のために曲げ加工が広く採用されるよう
になってきた。特に、曲げ加工部に更に繰り返しの曲げ
加工が作用する場合があり、その曲げ加工量が弾性範囲
であるスプリングバック量を超えると、数回〜数百回で
破断してしまうことが多く、耐久性の観点から改善が望
まれている。
【０００３】このような性能は、低サイクル疲労現象と
して知られているが、その支配因子等は必ずしも解明さ
れていない。一般に高強度鋼板では伸び特性の確保が難
しく、破断寿命も短く、改善が必要である。また、軟鋼
等の強度の低い鋼材では、高強度鋼よりも破断寿命は長
いものの、構造物としての強度の確保や、鋼板表面の硬
度が低く使用中に摩耗したり疵ついたりして問題であ
る。
して知られているが、その支配因子等は必ずしも解明さ
れていない。一般に高強度鋼板では伸び特性の確保が難
しく、破断寿命も短く、改善が必要である。また、軟鋼
等の強度の低い鋼材では、高強度鋼よりも破断寿命は長
いものの、構造物としての強度の確保や、鋼板表面の硬
度が低く使用中に摩耗したり疵ついたりして問題であ
る。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、繰り返し曲
げ変形の耐久性を向上させるために、当該変形を受ける
部位とその近傍の鋼板に対し、鋼板表裏層部の組織を改
善し得る鋼板とその製造技術を提供することを課題とす
るものである。
げ変形の耐久性を向上させるために、当該変形を受ける
部位とその近傍の鋼板に対し、鋼板表裏層部の組織を改
善し得る鋼板とその製造技術を提供することを課題とす
るものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明の要旨は次の通り
である。 （１）板厚の１mm以上３０％以下の範囲にわたって、平
均円相当径で５μｍ以下のフェライト組織、もしくはベ
ーナイト組織を有し、且つその表層部組織の同一結晶方
位を有する集合組織コロニーのアスペクト比（長径／短
径の比）が４以上である表裏層組織を有し、板厚内部が
平均円相当粒径で５〜３０μｍのフェライト組織、もし
くはベーナイト組織を有する複層鋼板において、繰り返
し曲げ変形を受ける部位とその近傍の表裏層部を円相当
径で３０μｍ以上の粗大フェライト組織にしたことを特
徴とする繰り返し曲げ変形性能の優れた曲げ加工用鋼
板。
である。 （１）板厚の１mm以上３０％以下の範囲にわたって、平
均円相当径で５μｍ以下のフェライト組織、もしくはベ
ーナイト組織を有し、且つその表層部組織の同一結晶方
位を有する集合組織コロニーのアスペクト比（長径／短
径の比）が４以上である表裏層組織を有し、板厚内部が
平均円相当粒径で５〜３０μｍのフェライト組織、もし
くはベーナイト組織を有する複層鋼板において、繰り返
し曲げ変形を受ける部位とその近傍の表裏層部を円相当
径で３０μｍ以上の粗大フェライト組織にしたことを特
徴とする繰り返し曲げ変形性能の優れた曲げ加工用鋼
板。
【０００６】（２）Ａｃ3 点以上の温度の鋼片もしくは
鋼板を、圧延中途中水冷時の板厚をｔ0 、製品板厚をｔ
とした時、表層から板厚方向に１×ｔ0 ／ｔ（mm）以
上、０．３×ｔ0 の領域を２℃/sec以上の冷速でＡｒ3
点以下まで急冷して、その後、当該表層部がＡｒ3 以下
の温度から圧延を開始もしくは再開し、Ａｃ1 点以上Ａ
ｃ3 点以下の範囲で圧延して、板厚の１mm以上３０％以
下の範囲にわたって、平均円相当径で５μｍ以下のフェ
ライト組織、もしくはベーナイト組織を有し、且つその
表層部組織の同一結晶方位を有する集合組織コロニーの
アスペクト比（長径／短径の比）が４以上である表裏層
組織を有し、板厚内部が平均円相当粒径で５〜３０μｍ
のフェライト組織、もしくはベーナイト組織にし、更に
繰り返し曲げ変形の受ける部位とその近傍を加熱してＡ
ｃ1 −１００℃からＡｃ1 温度の範囲で１２０秒以上滞
留させることで、繰り返し曲げ変形を受ける部位とその
近傍の表裏層部の表層部を熱処理により円相当径で３０
μｍ以上の粗大フェライト組織にしたことを特徴とする
繰り返し曲げ変形性能の優れた曲げ加工用鋼板の製造方
法。
鋼板を、圧延中途中水冷時の板厚をｔ0 、製品板厚をｔ
とした時、表層から板厚方向に１×ｔ0 ／ｔ（mm）以
上、０．３×ｔ0 の領域を２℃/sec以上の冷速でＡｒ3
点以下まで急冷して、その後、当該表層部がＡｒ3 以下
の温度から圧延を開始もしくは再開し、Ａｃ1 点以上Ａ
ｃ3 点以下の範囲で圧延して、板厚の１mm以上３０％以
下の範囲にわたって、平均円相当径で５μｍ以下のフェ
ライト組織、もしくはベーナイト組織を有し、且つその
表層部組織の同一結晶方位を有する集合組織コロニーの
アスペクト比（長径／短径の比）が４以上である表裏層
組織を有し、板厚内部が平均円相当粒径で５〜３０μｍ
のフェライト組織、もしくはベーナイト組織にし、更に
繰り返し曲げ変形の受ける部位とその近傍を加熱してＡ
ｃ1 −１００℃からＡｃ1 温度の範囲で１２０秒以上滞
留させることで、繰り返し曲げ変形を受ける部位とその
近傍の表裏層部の表層部を熱処理により円相当径で３０
μｍ以上の粗大フェライト組織にしたことを特徴とする
繰り返し曲げ変形性能の優れた曲げ加工用鋼板の製造方
法。
【０００７】（３）Ａｒ3 点以上の温度で３０％以上の
圧下量で圧延後、更にＡｒ3 点以下の温度域で１０％以
上の圧下率で圧延して、更に、繰り返し曲げ変形の受け
る部位とその近傍を加熱してＡｃ1 −１００℃からＡｃ
1 温度の範囲で１２０秒以上滞留させることで、板厚の
１mm以上３０％以下の範囲にわたって、円相当径で３０
μｍ以上の粗大フェライト組織にすることを特徴とする
繰り返し曲げ変形性能の優れた曲げ加工用鋼板の製造方
法。
圧下量で圧延後、更にＡｒ3 点以下の温度域で１０％以
上の圧下率で圧延して、更に、繰り返し曲げ変形の受け
る部位とその近傍を加熱してＡｃ1 −１００℃からＡｃ
1 温度の範囲で１２０秒以上滞留させることで、板厚の
１mm以上３０％以下の範囲にわたって、円相当径で３０
μｍ以上の粗大フェライト組織にすることを特徴とする
繰り返し曲げ変形性能の優れた曲げ加工用鋼板の製造方
法。
【０００８】（４）Ａｃ3 点以上の温度の鋼片もしくは
鋼板を、Ａｒ3 点以上の温度から圧延を開始し、圧延中
任意のパスで冷却しながら圧延し、少なくともＡｒ3 点
以下の温度域で１０％以上の圧下率で圧延を実施して製
造した鋼板を、繰り返し曲げ変形の受ける部位とその近
傍を加熱してＡｃ1 −１００℃からＡｃ1 温度の範囲で
１２０秒以上滞留させることで製造し、該鋼板が、板厚
の１mm以上３０％以下の範囲にわたって、円相当径で３
０μｍ以上の粗大フェライト組織にすることを特徴とす
る繰り返し曲げ変形性能の優れた曲げ加工用鋼板の製造
方法。局所的に熱処理する設備としては、熱処理の条件
が達成されれば特にその方法は限定しないが、電気的な
ヒーターによる加熱が温度の制御上優れている。本発明
において、対象とする構造用鋼は、例えば前記した特公
昭５８−１４８４９号公報に記載され、次記するよう
に、通常の溶接構造用鋼が所要の材質を得るために、従
来から当業分野での活用で確認されている作用・効果の
関係を基に定めている添加元素の種類と量を同様に使用
して同等の作用と効果が得られる。従って、これ等を含
む鋼を本発明は対象鋼とするものである。
鋼板を、Ａｒ3 点以上の温度から圧延を開始し、圧延中
任意のパスで冷却しながら圧延し、少なくともＡｒ3 点
以下の温度域で１０％以上の圧下率で圧延を実施して製
造した鋼板を、繰り返し曲げ変形の受ける部位とその近
傍を加熱してＡｃ1 −１００℃からＡｃ1 温度の範囲で
１２０秒以上滞留させることで製造し、該鋼板が、板厚
の１mm以上３０％以下の範囲にわたって、円相当径で３
０μｍ以上の粗大フェライト組織にすることを特徴とす
る繰り返し曲げ変形性能の優れた曲げ加工用鋼板の製造
方法。局所的に熱処理する設備としては、熱処理の条件
が達成されれば特にその方法は限定しないが、電気的な
ヒーターによる加熱が温度の制御上優れている。本発明
において、対象とする構造用鋼は、例えば前記した特公
昭５８−１４８４９号公報に記載され、次記するよう
に、通常の溶接構造用鋼が所要の材質を得るために、従
来から当業分野での活用で確認されている作用・効果の
関係を基に定めている添加元素の種類と量を同様に使用
して同等の作用と効果が得られる。従って、これ等を含
む鋼を本発明は対象鋼とするものである。
【０００９】これ等の各成分元素とその添加理由と量を
以下に示す。Ｃは、鋼の強度を向上する有効な成分とし
て添加するものであるが、０．２０％を超える過剰な含
有量では、圧延後のフェライトの粒成長が顕著でないた
めに、０．２０％以下に規制する。Ｓｉは溶鋼の脱酸元
素として必要であり、また強度増加元素として有用であ
るが、１．０％を超えて過剰に添加すると、鋼の加工性
を低下させ、溶接部の靭性を劣化させる。また、０．０
１％未満では脱酸効果が不十分なため、添加量を０．０
１〜１．０％に規制する。
以下に示す。Ｃは、鋼の強度を向上する有効な成分とし
て添加するものであるが、０．２０％を超える過剰な含
有量では、圧延後のフェライトの粒成長が顕著でないた
めに、０．２０％以下に規制する。Ｓｉは溶鋼の脱酸元
素として必要であり、また強度増加元素として有用であ
るが、１．０％を超えて過剰に添加すると、鋼の加工性
を低下させ、溶接部の靭性を劣化させる。また、０．０
１％未満では脱酸効果が不十分なため、添加量を０．０
１〜１．０％に規制する。
【００１０】Ｍｎも脱酸成分元素として必要であり、
０．３％未満では鋼の清浄度を低下し、加工性を害す
る。また鋼材の強度を向上する成分として０．３％以上
の添加が必要である。しかし、Ｍｎは焼入れ性を高め、
フェライト粒成長と遅延させすぎるため、２．０％を上
限とする。Ａｌは、Ａｌ窒化物による鋼の微細化の他、
圧延過程での固溶、析出により、鋼の結晶方位の整合及
び再結晶に有効な働きをさせるために添加する。しか
し、添加量が少ないときにはその効果がなく、過剰の場
合には鋼の靭性を劣化させるので、Ａｌ：０．００１〜
０．２０％に限定する。
０．３％未満では鋼の清浄度を低下し、加工性を害す
る。また鋼材の強度を向上する成分として０．３％以上
の添加が必要である。しかし、Ｍｎは焼入れ性を高め、
フェライト粒成長と遅延させすぎるため、２．０％を上
限とする。Ａｌは、Ａｌ窒化物による鋼の微細化の他、
圧延過程での固溶、析出により、鋼の結晶方位の整合及
び再結晶に有効な働きをさせるために添加する。しか
し、添加量が少ないときにはその効果がなく、過剰の場
合には鋼の靭性を劣化させるので、Ａｌ：０．００１〜
０．２０％に限定する。
【００１１】以上が、本発明が対象とする鋼の基本成分
であるが、母材強度の上昇のためにＮｉ，Ｃｕ，Ｍｏ，
Ｎｂ，Ｖ等の合金元素を必要に応じて添加する場合、あ
るいは継手靭性の向上の目的のためにＴｉ，Ｂ，Ｚｒ，
希土類元素，Ｍｇ等を必要に応じて添加する場合には、
炭素当量が高くなりすぎるとフェライト粒成長による低
降伏強度化が達成できないので、Ｃｕ：１％以下、Ｎ
ｉ：１．５％以下、Ｎｂ：０．０２％以下が望ましい。
であるが、母材強度の上昇のためにＮｉ，Ｃｕ，Ｍｏ，
Ｎｂ，Ｖ等の合金元素を必要に応じて添加する場合、あ
るいは継手靭性の向上の目的のためにＴｉ，Ｂ，Ｚｒ，
希土類元素，Ｍｇ等を必要に応じて添加する場合には、
炭素当量が高くなりすぎるとフェライト粒成長による低
降伏強度化が達成できないので、Ｃｕ：１％以下、Ｎ
ｉ：１．５％以下、Ｎｂ：０．０２％以下が望ましい。
【００１２】
【作用】発明者らは、繰り返し曲げ変形による耐久性に
ついて調査するために、Ｃ：０．０５〜０．１６％、Ｓ
ｉ：０．１〜０．４％、Ｍｎ：０．５〜１．５％、強度
確保のためＣｕ：０〜０．８％、Ｎｉ：０〜０．８％、
Ｖ：０〜０．０５％等の成分範囲の鋼材を用いて種々実
験を実施した。まず、繰り返し曲げ変形の耐久性を調査
するため、図４に示す試験片を用いて、曲げ半径１０mm
で９０度曲げ加工した試験片を繰り返し変位振幅を種々
変えた実験を行い破断寿命を測定した。その結果を図１
に示す。繰り返し曲げ変形振幅量が大きく塑性変形が残
留してしまう条件下では、降伏強度が低い方が耐久性が
大きく破断寿命が長かった。
ついて調査するために、Ｃ：０．０５〜０．１６％、Ｓ
ｉ：０．１〜０．４％、Ｍｎ：０．５〜１．５％、強度
確保のためＣｕ：０〜０．８％、Ｎｉ：０〜０．８％、
Ｖ：０〜０．０５％等の成分範囲の鋼材を用いて種々実
験を実施した。まず、繰り返し曲げ変形の耐久性を調査
するため、図４に示す試験片を用いて、曲げ半径１０mm
で９０度曲げ加工した試験片を繰り返し変位振幅を種々
変えた実験を行い破断寿命を測定した。その結果を図１
に示す。繰り返し曲げ変形振幅量が大きく塑性変形が残
留してしまう条件下では、降伏強度が低い方が耐久性が
大きく破断寿命が長かった。
【００１３】また、繰り返し曲げ変形振幅量が小さく塑
性変形が残留しない場合には、塑性変形が残留する場合
より大幅な破断寿命の増大が観察された。このことは、
高降伏強度鋼の使用が、弾性変形内であるスプリングバ
ック変形内での繰り返し曲げ変形では耐久性の観点から
有利であることを示しているが、実際には、バウシンガ
ー効果により降伏強度の低下が生じ、高強度化しても破
断寿命の改善は期待できない。
性変形が残留しない場合には、塑性変形が残留する場合
より大幅な破断寿命の増大が観察された。このことは、
高降伏強度鋼の使用が、弾性変形内であるスプリングバ
ック変形内での繰り返し曲げ変形では耐久性の観点から
有利であることを示しているが、実際には、バウシンガ
ー効果により降伏強度の低下が生じ、高強度化しても破
断寿命の改善は期待できない。
【００１４】したがって、繰り返し曲げ変形の耐久性を
向上させるためには、低降伏化が重要である。しかしな
がら、低降伏強度の鋼板は、疵がつき易くまた部材の衝
突等により損傷変形も受け易い。そこで、繰り返し曲げ
変形を受ける部位のみを低降伏強度化させ、繰り返し曲
げ変形を受けない部位の鋼板は特に表層の降伏強度は高
い方が望ましい。本発明は、これらの相容れない所要特
性を同時に満足させるため、鋼板表裏層部の硬さを増大
させた鋼板を製造し、且つ繰り返し曲げ変形を受ける部
位のみを局所的な熱処理を適用することにより、表裏層
部の組織を粗大化させ、低降伏強度化を実現させたもの
である。
向上させるためには、低降伏化が重要である。しかしな
がら、低降伏強度の鋼板は、疵がつき易くまた部材の衝
突等により損傷変形も受け易い。そこで、繰り返し曲げ
変形を受ける部位のみを低降伏強度化させ、繰り返し曲
げ変形を受けない部位の鋼板は特に表層の降伏強度は高
い方が望ましい。本発明は、これらの相容れない所要特
性を同時に満足させるため、鋼板表裏層部の硬さを増大
させた鋼板を製造し、且つ繰り返し曲げ変形を受ける部
位のみを局所的な熱処理を適用することにより、表裏層
部の組織を粗大化させ、低降伏強度化を実現させたもの
である。
【００１５】図２に、粗大化させた組織を有する表裏層
部の厚みと、繰り返し曲げ変形の破断寿命の関係を示し
たものである。その結果、当該表層部の厚みが１mm以上
あれば、全厚が低降伏強度である鋼板と同等の耐久性を
有することが判明した。更に、図３に示すように、引張
試験を実施した結果、板厚の３０％以上も低降伏強度化
してしまうと、強度が通常の軟鋼クラス以下となってし
まうため、低降伏強度化する領域は板厚の３０％以下と
した。
部の厚みと、繰り返し曲げ変形の破断寿命の関係を示し
たものである。その結果、当該表層部の厚みが１mm以上
あれば、全厚が低降伏強度である鋼板と同等の耐久性を
有することが判明した。更に、図３に示すように、引張
試験を実施した結果、板厚の３０％以上も低降伏強度化
してしまうと、強度が通常の軟鋼クラス以下となってし
まうため、低降伏強度化する領域は板厚の３０％以下と
した。
【００１６】本発明にかかる鋼材、すなわち少なくとも
板厚方向に巨視的に急激な降伏強度の変化を付与した鋼
板を製造する手段は、何等限定を要するものではない
が、例えば、昇温過程中のフェライトにある必要量の加
工を加えると、転位密度の高い超細粒組織層を形成で
き、その後の熱処理により表層部のみを高い転位密度を
活用してフェライト粒成長を生じさせ、粗大粒化するこ
とにより表層部のみを低降伏強度化できることを知見し
た。
板厚方向に巨視的に急激な降伏強度の変化を付与した鋼
板を製造する手段は、何等限定を要するものではない
が、例えば、昇温過程中のフェライトにある必要量の加
工を加えると、転位密度の高い超細粒組織層を形成で
き、その後の熱処理により表層部のみを高い転位密度を
活用してフェライト粒成長を生じさせ、粗大粒化するこ
とにより表層部のみを低降伏強度化できることを知見し
た。
【００１７】
【実施例】実施例の供試鋼の成分を表１に、製造条件及
び得られた材質を表２に比較例と共に示す。
び得られた材質を表２に比較例と共に示す。
【００１８】
【表１】
【００１９】
【表２】
【００２０】
【表３】
【００２１】
【表４】
【００２２】
【表５】
【００２３】繰り返し曲げ変形の耐久性を評価するため
に、鋼板板厚の１．５倍の曲げ半径で９０度曲げ加工し
た試験片を作製し、図４に示す方法で、繰り返し曲げ変
形をさせ、破断寿命を求めた。実施例では、繰り返し曲
げ変形による塑性変形の残留する変位振幅である２２mm
の場合の結果を示した。
に、鋼板板厚の１．５倍の曲げ半径で９０度曲げ加工し
た試験片を作製し、図４に示す方法で、繰り返し曲げ変
形をさせ、破断寿命を求めた。実施例では、繰り返し曲
げ変形による塑性変形の残留する変位振幅である２２mm
の場合の結果を示した。
【００２４】本発明例である試験番号１〜８は表層部が
内層部より降伏強度が低く、表層部のフェライト粒径は
３０μｍ以上を有しており、繰り返し曲げ変形による破
断寿命はいずれも同一成分での比較例と比べ長かった。
内層部より降伏強度が低く、表層部のフェライト粒径は
３０μｍ以上を有しており、繰り返し曲げ変形による破
断寿命はいずれも同一成分での比較例と比べ長かった。
【００２５】一方、比較例９は所定の圧延中途中水冷、
昇温圧延を実施しているものの、局所的熱処理の温度が
高かったので、板厚全厚にわたり、フェライト粒径が粗
大化してしまい、繰り返し曲げ変形の破断寿命は長いも
のの、引張強度が４００MPa以下で構造物としての健全
性の維持が困難である。
昇温圧延を実施しているものの、局所的熱処理の温度が
高かったので、板厚全厚にわたり、フェライト粒径が粗
大化してしまい、繰り返し曲げ変形の破断寿命は長いも
のの、引張強度が４００MPa以下で構造物としての健全
性の維持が困難である。
【００２６】
【００２７】比較例１２は、所定の昇温圧延、その後の
冷却まで適用したが、Ａｒ3 以下に冷却された領域が小
さすぎたので、局所的熱処理後のフェライト粗大化領域
が１mm以下となり、繰り返し曲げ変形での破断寿命の向
上は小さかった。比較例１０，１３は、通常の製造方法
を適用して製造した鋼板であり、降伏強度に対応した繰
り返し曲げ変形での破断寿命になっている。
冷却まで適用したが、Ａｒ3 以下に冷却された領域が小
さすぎたので、局所的熱処理後のフェライト粗大化領域
が１mm以下となり、繰り返し曲げ変形での破断寿命の向
上は小さかった。比較例１０，１３は、通常の製造方法
を適用して製造した鋼板であり、降伏強度に対応した繰
り返し曲げ変形での破断寿命になっている。
【００２８】
【発明の効果】例えばコンクリート型枠のような曲げ加
工により成形した部材を更に繰り返し曲げ変形を与えて
使用するような部材に対し、本発明にかかる鋼板を使用
することにより、耐久性の要求される部位のみを局所熱
処理等により改質し、その他の部分は耐久性と相反する
耐摩耗性や耐メカニカルダメッジ性等を有する機能を併
せもたせることが可能となった。したがって、前記部材
等の総合的な耐久性を向上させることが可能となり、当
業分野はもちろん、関連分野にもたらす効果が大きい。
工により成形した部材を更に繰り返し曲げ変形を与えて
使用するような部材に対し、本発明にかかる鋼板を使用
することにより、耐久性の要求される部位のみを局所熱
処理等により改質し、その他の部分は耐久性と相反する
耐摩耗性や耐メカニカルダメッジ性等を有する機能を併
せもたせることが可能となった。したがって、前記部材
等の総合的な耐久性を向上させることが可能となり、当
業分野はもちろん、関連分野にもたらす効果が大きい。
【図１】降伏強度と繰り返し曲げ変形による破断回数の
関係の図表。
関係の図表。
【図２】粗大化させた表層部の厚みと繰り返し曲げ変形
による破断回数の関係の図表。
による破断回数の関係の図表。
【図３】粗大化させた表層部の厚みと引張強度との関係
の図表。
の図表。
【図４】（ａ），（ｂ）は繰り返し曲げ変形による破断
寿命評価の試験片の説明図、（ｃ）は試験方法の説明
図。
寿命評価の試験片の説明図、（ｃ）は試験方法の説明
図。
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成６年５月１３日
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】発明の詳細な説明
【補正方法】変更
【補正内容】
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、繰り返し曲げ変形を受
ける部位の低サイクル疲労特性を向上させるために、当
該変形を受ける部位とその近傍のみを曲げモーメントの
大きな鋼板表裏層部を低降伏強度化し、板厚内層部によ
り構造物としての強度を保持させるよう複層化させた鋼
板とその製造方法に関するものである。
ける部位の低サイクル疲労特性を向上させるために、当
該変形を受ける部位とその近傍のみを曲げモーメントの
大きな鋼板表裏層部を低降伏強度化し、板厚内層部によ
り構造物としての強度を保持させるよう複層化させた鋼
板とその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】建設機械等の比較的小型な構造物の制作
には、省工程化のために曲げ加工が広く採用されるよう
になってきた。特に、曲げ加工部に更に繰り返しの曲げ
加工が作用する場合があり、その曲げ加工量が弾性範囲
であるスプリングバック量を超えると、数回〜数百回で
破断してしまうことが多く、耐久性の観点から改善が望
まれている。
には、省工程化のために曲げ加工が広く採用されるよう
になってきた。特に、曲げ加工部に更に繰り返しの曲げ
加工が作用する場合があり、その曲げ加工量が弾性範囲
であるスプリングバック量を超えると、数回〜数百回で
破断してしまうことが多く、耐久性の観点から改善が望
まれている。
【０００３】このような性能は、低サイクル疲労現象と
して知られているが、その支配因子等は必ずしも解明さ
れていない。一般に高強度鋼板では伸び特性の確保が難
しく、破断寿命も短く、改善が必要である。また、軟鋼
等の強度の低い鋼材では、高強度鋼よりも破断寿命は長
いものの、構造物としての強度の確保や、鋼板表面の硬
度が低く使用中に摩耗したり疵ついたりして問題であ
る。
して知られているが、その支配因子等は必ずしも解明さ
れていない。一般に高強度鋼板では伸び特性の確保が難
しく、破断寿命も短く、改善が必要である。また、軟鋼
等の強度の低い鋼材では、高強度鋼よりも破断寿命は長
いものの、構造物としての強度の確保や、鋼板表面の硬
度が低く使用中に摩耗したり疵ついたりして問題であ
る。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、繰り返し曲
げ変形の耐久性を向上させるために、当該変形を受ける
部位とその近傍の鋼板に対し、鋼板表裏層部の組織を改
善し得る鋼板とその製造技術を提供することを課題とす
るものである。
げ変形の耐久性を向上させるために、当該変形を受ける
部位とその近傍の鋼板に対し、鋼板表裏層部の組織を改
善し得る鋼板とその製造技術を提供することを課題とす
るものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明の要旨は次の通り
である。 （１）板厚の１mm以上３０％以下の範囲にわたって、平
均円相当径で５μｍ以下のフェライト組織、もしくはベ
ーナイト組織を有し、且つその表層部組織の同一結晶方
位を有する集合組織コロニーのアスペクト比（長径／短
径の比）が４以上である表裏層組織を有し、板厚内部が
平均円相当粒径で５〜３０μｍのフェライト組織、もし
くはベーナイト組織を有する複層鋼板において、繰り返
し曲げ変形を受ける部位とその近傍の表裏層部を円相当
径で３０μｍ以上の粗大フェライト組織にしたことを特
徴とする繰り返し曲げ変形性能の優れた曲げ加工用鋼
板。
である。 （１）板厚の１mm以上３０％以下の範囲にわたって、平
均円相当径で５μｍ以下のフェライト組織、もしくはベ
ーナイト組織を有し、且つその表層部組織の同一結晶方
位を有する集合組織コロニーのアスペクト比（長径／短
径の比）が４以上である表裏層組織を有し、板厚内部が
平均円相当粒径で５〜３０μｍのフェライト組織、もし
くはベーナイト組織を有する複層鋼板において、繰り返
し曲げ変形を受ける部位とその近傍の表裏層部を円相当
径で３０μｍ以上の粗大フェライト組織にしたことを特
徴とする繰り返し曲げ変形性能の優れた曲げ加工用鋼
板。
【０００６】（２）Ａｃ3 点以上の温度の鋼片もしくは
鋼板を、圧延中途中水冷時の板厚をｔ0 、製品板厚をｔ
とした時、表層から板厚方向に１×ｔ0 ／ｔ（mm）以
上、０．３×ｔ0 の領域を２℃/sec以上の冷速でＡｒ3
点以下まで急冷して、その後、当該表層部がＡｒ3 以下
の温度から圧延を開始もしくは再開し、Ａｃ1 点以上Ａ
ｃ3 点以下の範囲で圧延して、板厚の１mm以上３０％以
下の範囲にわたって、平均円相当径で５μｍ以下のフェ
ライト組織、もしくはベーナイト組織を有し、且つその
表層部組織の同一結晶方位を有する集合組織コロニーの
アスペクト比（長径／短径の比）が４以上である表裏層
組織を有し、板厚内部が平均円相当粒径で５〜３０μｍ
のフェライト組織、もしくはベーナイト組織にし、更に
繰り返し曲げ変形の受ける部位とその近傍を加熱してＡ
ｃ1 −１００℃からＡｃ1 温度の範囲で１２０秒以上滞
留させることで、繰り返し曲げ変形を受ける部位とその
近傍の表裏層部の表層部を熱処理により円相当径で３０
μｍ以上の粗大フェライト組織にしたことを特徴とする
繰り返し曲げ変形性能の優れた曲げ加工用鋼板の製造方
法。
鋼板を、圧延中途中水冷時の板厚をｔ0 、製品板厚をｔ
とした時、表層から板厚方向に１×ｔ0 ／ｔ（mm）以
上、０．３×ｔ0 の領域を２℃/sec以上の冷速でＡｒ3
点以下まで急冷して、その後、当該表層部がＡｒ3 以下
の温度から圧延を開始もしくは再開し、Ａｃ1 点以上Ａ
ｃ3 点以下の範囲で圧延して、板厚の１mm以上３０％以
下の範囲にわたって、平均円相当径で５μｍ以下のフェ
ライト組織、もしくはベーナイト組織を有し、且つその
表層部組織の同一結晶方位を有する集合組織コロニーの
アスペクト比（長径／短径の比）が４以上である表裏層
組織を有し、板厚内部が平均円相当粒径で５〜３０μｍ
のフェライト組織、もしくはベーナイト組織にし、更に
繰り返し曲げ変形の受ける部位とその近傍を加熱してＡ
ｃ1 −１００℃からＡｃ1 温度の範囲で１２０秒以上滞
留させることで、繰り返し曲げ変形を受ける部位とその
近傍の表裏層部の表層部を熱処理により円相当径で３０
μｍ以上の粗大フェライト組織にしたことを特徴とする
繰り返し曲げ変形性能の優れた曲げ加工用鋼板の製造方
法。
【０００７】（３）Ａｒ3 点以上の温度で３０％以上の
圧下量で圧延後、更にＡｒ3 点以下の温度域で１０％以
上の圧下率で圧延して、更に、繰り返し曲げ変形の受け
る部位とその近傍を加熱してＡｃ1 −１００℃からＡｃ
1 温度の範囲で１２０秒以上滞留させることで、板厚の
１mm以上３０％以下の範囲にわたって、円相当径で３０
μｍ以上の粗大フェライト組織にすることを特徴とする
繰り返し曲げ変形性能の優れた曲げ加工用鋼板の製造方
法。
圧下量で圧延後、更にＡｒ3 点以下の温度域で１０％以
上の圧下率で圧延して、更に、繰り返し曲げ変形の受け
る部位とその近傍を加熱してＡｃ1 −１００℃からＡｃ
1 温度の範囲で１２０秒以上滞留させることで、板厚の
１mm以上３０％以下の範囲にわたって、円相当径で３０
μｍ以上の粗大フェライト組織にすることを特徴とする
繰り返し曲げ変形性能の優れた曲げ加工用鋼板の製造方
法。
【０００８】（４）Ａｃ3 点以上の温度の鋼片もしくは
鋼板を、Ａｒ3 点以上の温度から圧延を開始し、圧延中
任意のパスで冷却しながら圧延し、少なくともＡｒ3 点
以下の温度域で１０％以上の圧下率で圧延を実施して製
造した鋼板を、繰り返し曲げ変形の受ける部位とその近
傍を加熱してＡｃ1 −１００℃からＡｃ1 温度の範囲で
１２０秒以上滞留させることで製造し、該鋼板が、板厚
の１mm以上３０％以下の範囲にわたって、円相当径で３
０μｍ以上の粗大フェライト組織にすることを特徴とす
る繰り返し曲げ変形性能の優れた曲げ加工用鋼板の製造
方法。局所的に熱処理する設備としては、熱処理の条件
が達成されれば特にその方法は限定しないが、電気的な
ヒーターによる加熱が温度の制御上優れている。本発明
において、対象とする構造用鋼は、例えば前記した特公
昭５８−１４８４９号公報に記載され、次記するよう
に、通常の溶接構造用鋼が所要の材質を得るために、従
来から当業分野での活用で確認されている作用・効果の
関係を基に定めている添加元素の種類と量を同様に使用
して同等の作用と効果が得られる。従って、これ等を含
む鋼を本発明は対象鋼とするものである。
鋼板を、Ａｒ3 点以上の温度から圧延を開始し、圧延中
任意のパスで冷却しながら圧延し、少なくともＡｒ3 点
以下の温度域で１０％以上の圧下率で圧延を実施して製
造した鋼板を、繰り返し曲げ変形の受ける部位とその近
傍を加熱してＡｃ1 −１００℃からＡｃ1 温度の範囲で
１２０秒以上滞留させることで製造し、該鋼板が、板厚
の１mm以上３０％以下の範囲にわたって、円相当径で３
０μｍ以上の粗大フェライト組織にすることを特徴とす
る繰り返し曲げ変形性能の優れた曲げ加工用鋼板の製造
方法。局所的に熱処理する設備としては、熱処理の条件
が達成されれば特にその方法は限定しないが、電気的な
ヒーターによる加熱が温度の制御上優れている。本発明
において、対象とする構造用鋼は、例えば前記した特公
昭５８−１４８４９号公報に記載され、次記するよう
に、通常の溶接構造用鋼が所要の材質を得るために、従
来から当業分野での活用で確認されている作用・効果の
関係を基に定めている添加元素の種類と量を同様に使用
して同等の作用と効果が得られる。従って、これ等を含
む鋼を本発明は対象鋼とするものである。
【０００９】これ等の各成分元素とその添加理由と量を
以下に示す。Ｃは、鋼の強度を向上する有効な成分とし
て添加するものであるが、０．２０％を超える過剰な含
有量では、圧延後のフェライトの粒成長が顕著でないた
めに、０．２０％以下に規制する。Ｓｉは溶鋼の脱酸元
素として必要であり、また強度増加元素として有用であ
るが、１．０％を超えて過剰に添加すると、鋼の加工性
を低下させ、溶接部の靭性を劣化させる。また、０．０
１％未満では脱酸効果が不十分なため、添加量を０．０
１〜１．０％に規制する。
以下に示す。Ｃは、鋼の強度を向上する有効な成分とし
て添加するものであるが、０．２０％を超える過剰な含
有量では、圧延後のフェライトの粒成長が顕著でないた
めに、０．２０％以下に規制する。Ｓｉは溶鋼の脱酸元
素として必要であり、また強度増加元素として有用であ
るが、１．０％を超えて過剰に添加すると、鋼の加工性
を低下させ、溶接部の靭性を劣化させる。また、０．０
１％未満では脱酸効果が不十分なため、添加量を０．０
１〜１．０％に規制する。
【００１０】Ｍｎも脱酸成分元素として必要であり、
０．３％未満では鋼の清浄度を低下し、加工性を害す
る。また鋼材の強度を向上する成分として０．３％以上
の添加が必要である。しかし、Ｍｎは焼入れ性を高め、
フェライト粒成長と遅延させすぎるため、２．０％を上
限とする。Ａｌは、Ａｌ窒化物による鋼の微細化の他、
圧延過程での固溶、析出により、鋼の結晶方位の整合及
び再結晶に有効な働きをさせるために添加する。しか
し、添加量が少ないときにはその効果がなく、過剰の場
合には鋼の靭性を劣化させるので、Ａｌ：０．００１〜
０．２０％に限定する。
０．３％未満では鋼の清浄度を低下し、加工性を害す
る。また鋼材の強度を向上する成分として０．３％以上
の添加が必要である。しかし、Ｍｎは焼入れ性を高め、
フェライト粒成長と遅延させすぎるため、２．０％を上
限とする。Ａｌは、Ａｌ窒化物による鋼の微細化の他、
圧延過程での固溶、析出により、鋼の結晶方位の整合及
び再結晶に有効な働きをさせるために添加する。しか
し、添加量が少ないときにはその効果がなく、過剰の場
合には鋼の靭性を劣化させるので、Ａｌ：０．００１〜
０．２０％に限定する。
【００１１】以上が、本発明が対象とする鋼の基本成分
であるが、母材強度の上昇のためにＮｉ，Ｃｕ，Ｍｏ，
Ｎｂ，Ｖ等の合金元素を必要に応じて添加する場合、あ
るいは継手靭性の向上の目的のためにＴｉ，Ｂ，Ｚｒ，
希土類元素，Ｍｇ等を必要に応じて添加する場合には、
炭素当量が高くなりすぎるとフェライト粒成長による低
降伏強度化が達成できないので、Ｃｕ：１％以下、Ｎ
ｉ：１．５％以下、Ｎｂ：０．０２％以下が望ましい。
であるが、母材強度の上昇のためにＮｉ，Ｃｕ，Ｍｏ，
Ｎｂ，Ｖ等の合金元素を必要に応じて添加する場合、あ
るいは継手靭性の向上の目的のためにＴｉ，Ｂ，Ｚｒ，
希土類元素，Ｍｇ等を必要に応じて添加する場合には、
炭素当量が高くなりすぎるとフェライト粒成長による低
降伏強度化が達成できないので、Ｃｕ：１％以下、Ｎ
ｉ：１．５％以下、Ｎｂ：０．０２％以下が望ましい。
【００１２】
【作用】発明者らは、繰り返し曲げ変形による耐久性に
ついて調査するために、Ｃ：０．０５〜０．１６％、Ｓ
ｉ：０．１〜０．４％、Ｍｎ：０．５〜１．５％、強度
確保のためＣｕ：０〜０．８％、Ｎｉ：０〜０．８％、
Ｖ：０〜０．０５％等の成分範囲の鋼材を用いて種々実
験を実施した。まず、繰り返し曲げ変形の耐久性を調査
するため、図４に示す試験片を用いて、曲げ半径１０mm
で９０度曲げ加工した試験片を繰り返し変位振幅を種々
変えた実験を行い破断寿命を測定した。その結果を図１
に示す。繰り返し曲げ変形振幅量が大きく塑性変形が残
留してしまう条件下では、降伏強度が低い方が耐久性が
大きく破断寿命が長かった。
ついて調査するために、Ｃ：０．０５〜０．１６％、Ｓ
ｉ：０．１〜０．４％、Ｍｎ：０．５〜１．５％、強度
確保のためＣｕ：０〜０．８％、Ｎｉ：０〜０．８％、
Ｖ：０〜０．０５％等の成分範囲の鋼材を用いて種々実
験を実施した。まず、繰り返し曲げ変形の耐久性を調査
するため、図４に示す試験片を用いて、曲げ半径１０mm
で９０度曲げ加工した試験片を繰り返し変位振幅を種々
変えた実験を行い破断寿命を測定した。その結果を図１
に示す。繰り返し曲げ変形振幅量が大きく塑性変形が残
留してしまう条件下では、降伏強度が低い方が耐久性が
大きく破断寿命が長かった。
【００１３】また、繰り返し曲げ変形振幅量が小さく塑
性変形が残留しない場合には、塑性変形が残留する場合
より大幅な破断寿命の増大が観察された。このことは、
高降伏強度鋼の使用が、弾性変形内であるスプリングバ
ック変形内での繰り返し曲げ変形では耐久性の観点から
有利であることを示しているが、実際には、バウシンガ
ー効果により降伏強度の低下が生じ、高強度化しても破
断寿命の改善は期待できない。
性変形が残留しない場合には、塑性変形が残留する場合
より大幅な破断寿命の増大が観察された。このことは、
高降伏強度鋼の使用が、弾性変形内であるスプリングバ
ック変形内での繰り返し曲げ変形では耐久性の観点から
有利であることを示しているが、実際には、バウシンガ
ー効果により降伏強度の低下が生じ、高強度化しても破
断寿命の改善は期待できない。
【００１４】したがって、繰り返し曲げ変形の耐久性を
向上させるためには、低降伏化が重要である。しかしな
がら、低降伏強度の鋼板は、疵がつき易くまた部材の衝
突等により損傷変形も受け易い。そこで、繰り返し曲げ
変形を受ける部位のみを低降伏強度化させ、繰り返し曲
げ変形を受けない部位の鋼板は特に表層の降伏強度は高
い方が望ましい。本発明は、これらの相容れない所要特
性を同時に満足させるため、鋼板表裏層部の硬さを増大
させた鋼板を製造し、且つ繰り返し曲げ変形を受ける部
位のみを局所的な熱処理を適用することにより、表裏層
部の組織を粗大化させ、低降伏強度化を実現させたもの
である。
向上させるためには、低降伏化が重要である。しかしな
がら、低降伏強度の鋼板は、疵がつき易くまた部材の衝
突等により損傷変形も受け易い。そこで、繰り返し曲げ
変形を受ける部位のみを低降伏強度化させ、繰り返し曲
げ変形を受けない部位の鋼板は特に表層の降伏強度は高
い方が望ましい。本発明は、これらの相容れない所要特
性を同時に満足させるため、鋼板表裏層部の硬さを増大
させた鋼板を製造し、且つ繰り返し曲げ変形を受ける部
位のみを局所的な熱処理を適用することにより、表裏層
部の組織を粗大化させ、低降伏強度化を実現させたもの
である。
【００１５】図２に、粗大化させた組織を有する表裏層
部の厚みと、繰り返し曲げ変形の破断寿命の関係を示し
たものである。その結果、当該表層部の厚みが１mm以上
あれば、全厚が低降伏強度である鋼板と同等の耐久性を
有することが判明した。更に、図３に示すように、引張
試験を実施した結果、板厚の３０％以上も低降伏強度化
してしまうと、強度が通常の軟鋼クラス以下となってし
まうため、低降伏強度化する領域は板厚の３０％以下と
した。
部の厚みと、繰り返し曲げ変形の破断寿命の関係を示し
たものである。その結果、当該表層部の厚みが１mm以上
あれば、全厚が低降伏強度である鋼板と同等の耐久性を
有することが判明した。更に、図３に示すように、引張
試験を実施した結果、板厚の３０％以上も低降伏強度化
してしまうと、強度が通常の軟鋼クラス以下となってし
まうため、低降伏強度化する領域は板厚の３０％以下と
した。
【００１６】本発明にかかる鋼材、すなわち少なくとも
板厚方向に巨視的に急激な降伏強度の変化を付与した鋼
板を製造する手段は、何等限定を要するものではない
が、例えば、昇温過程中のフェライトにある必要量の加
工を加えると、転位密度の高い超細粒組織層を形成で
き、その後の熱処理により表層部のみを高い転位密度を
活用してフェライト粒成長を生じさせ、粗大粒化するこ
とにより表層部のみを低降伏強度化できることを知見し
た。
板厚方向に巨視的に急激な降伏強度の変化を付与した鋼
板を製造する手段は、何等限定を要するものではない
が、例えば、昇温過程中のフェライトにある必要量の加
工を加えると、転位密度の高い超細粒組織層を形成で
き、その後の熱処理により表層部のみを高い転位密度を
活用してフェライト粒成長を生じさせ、粗大粒化するこ
とにより表層部のみを低降伏強度化できることを知見し
た。
【００１７】
【実施例】実施例の供試鋼の成分を表１に、製造条件及
び得られた材質を表２に比較例と共に示す。
び得られた材質を表２に比較例と共に示す。
【００１８】
【表１】
【００１９】
【表２】
【００２０】
【表３】
【００２１】
【表４】
【００２２】
【表５】
【００２３】繰り返し曲げ変形の耐久性を評価するため
に、鋼板板厚の１．５倍の曲げ半径で９０度曲げ加工し
た試験片を作製し、図４に示す方法で、繰り返し曲げ変
形をさせ、破断寿命を求めた。実施例では、繰り返し曲
げ変形による塑性変形の残留する変位振幅である２２mm
の場合の結果を示した。
に、鋼板板厚の１．５倍の曲げ半径で９０度曲げ加工し
た試験片を作製し、図４に示す方法で、繰り返し曲げ変
形をさせ、破断寿命を求めた。実施例では、繰り返し曲
げ変形による塑性変形の残留する変位振幅である２２mm
の場合の結果を示した。
【００２４】本発明例である試験番号１〜８は表層部が
内層部より降伏強度が低く、表層部のフェライト粒径は
３０μｍ以上を有しており、繰り返し曲げ変形による破
断寿命はいずれも同一成分での比較例と比べ長かった。
内層部より降伏強度が低く、表層部のフェライト粒径は
３０μｍ以上を有しており、繰り返し曲げ変形による破
断寿命はいずれも同一成分での比較例と比べ長かった。
【００２５】一方、比較例９は所定の圧延中途中水冷、
昇温圧延を実施しているものの、局所的熱処理の温度が
高かったので、板厚全厚にわたり、フェライト粒径が粗
大化してしまい、繰り返し曲げ変形の破断寿命は長いも
のの、引張強度が４００MPa以下で構造物としての健全
性の維持が困難である。
昇温圧延を実施しているものの、局所的熱処理の温度が
高かったので、板厚全厚にわたり、フェライト粒径が粗
大化してしまい、繰り返し曲げ変形の破断寿命は長いも
のの、引張強度が４００MPa以下で構造物としての健全
性の維持が困難である。
【００２６】比較例１２は、所定の昇温圧延、その後の
冷却まで適用したが、Ａｒ3 以下に冷却された領域が小
さすぎたので、局所的熱処理後のフェライト粗大化領域
が１mm以下となり、繰り返し曲げ変形での破断寿命の向
上は小さかった。比較例１０，１３は、通常の製造方法
を適用して製造した鋼板であり、降伏強度に対応した繰
り返し曲げ変形での破断寿命になっている。
冷却まで適用したが、Ａｒ3 以下に冷却された領域が小
さすぎたので、局所的熱処理後のフェライト粗大化領域
が１mm以下となり、繰り返し曲げ変形での破断寿命の向
上は小さかった。比較例１０，１３は、通常の製造方法
を適用して製造した鋼板であり、降伏強度に対応した繰
り返し曲げ変形での破断寿命になっている。
【００２７】
【発明の効果】例えばコンクリート型枠のような曲げ加
工により成形した部材を更に繰り返し曲げ変形を与えて
使用するような部材に対し、本発明にかかる鋼板を使用
することにより、耐久性の要求される部位のみを局所熱
処理等により改質し、その他の部分は耐久性と相反する
耐摩耗性や耐メカニカルダメッジ性等を有する機能を併
せもたせることが可能となった。したがって、前記部材
等の総合的な耐久性を向上させることが可能となり、当
業分野はもちろん、関連分野にもたらす効果が大きい。
工により成形した部材を更に繰り返し曲げ変形を与えて
使用するような部材に対し、本発明にかかる鋼板を使用
することにより、耐久性の要求される部位のみを局所熱
処理等により改質し、その他の部分は耐久性と相反する
耐摩耗性や耐メカニカルダメッジ性等を有する機能を併
せもたせることが可能となった。したがって、前記部材
等の総合的な耐久性を向上させることが可能となり、当
業分野はもちろん、関連分野にもたらす効果が大きい。
Claims (8)
- 【請求項１】 重量比で、 Ｃ ：０．０２〜０．２％、 Ｓｉ：０．０１〜１．０％、 Ａｌ：０．０１〜０．２％、 Ｍｎ：０．３〜２．０％、 残部がＦｅと不可避的に含有する不純物元素よりなる化
学成分を有し、それぞれ板厚の１mm以上３０％以下の範
囲にわたって、平均円相当径で５μｍ以下のフェライト
組織、もしくはベーナイト組織を有し、且つその表層部
組織の同一結晶方位を有する集合組織コロニーのアスペ
クト比（長径／短径の比）が４以上である表裏層組織を
有し、板厚内部が平均円相当粒径で５〜３０μｍのフェ
ライト組織、もしくはベーナイト組織を有する複層鋼板
において、繰り返し曲げ変形を受ける部位とその近傍の
表裏層部を円相当径で３０μｍ以上の粗大フェライト組
織にしたことを特徴とする繰り返し曲げ変形性能の優れ
た曲げ加工用鋼板。 - 【請求項２】 重量比で、 Ｃ ：０．０２〜０．２％、 Ｓｉ：０．０１〜１．０％、 Ａｌ：０．０１〜０．２％、 Ｍｎ：０．３〜２．０％、 残部がＦｅと不可避的に含有する不純物元素よりなる化
学成分を有する鋼板において、Ａｃ3 点以上の温度の鋼
片もしくは鋼板を、圧延中途中水冷時の板厚をｔ0 、製
品板厚をｔとした時、表層から板厚方向に１×ｔ0 ／ｔ
（mm）以上、０．３×ｔ0 の領域を２℃/sec以上の冷速
でＡｒ3 点以下まで急冷して、その後、当該表層部がＡ
ｒ3 以下の温度から圧延を開始もしくは再開し、Ａｃ1
点以上Ａｃ3 点以下の範囲で圧延して、板厚の１mm以上
３０％以下の範囲にわたって、平均円相当径で５μｍ以
下のフェライト組織、もしくはベーナイト組織を有し、
且つその表層部組織の同一結晶方位を有する集合組織コ
ロニーのアスペクト比（長径／短径の比）が４以上であ
る表裏層組織を有し、板厚内部が平均円相当粒径で５〜
３０μｍのフェライト組織、もしくはベーナイト組織に
し、更に繰り返し曲げ変形の受ける部位とその近傍を加
熱してＡｃ1 −１００℃からＡｃ1 温度の範囲で１２０
秒以上滞留させることで、繰り返し曲げ変形を受ける部
位とその近傍の表裏層部の表層部を熱処理により円相当
径で３０μｍ以上の粗大フェライト組織にすることを特
徴とする繰り返し曲げ変形性能の優れた曲げ加工用鋼板
の製造方法。 - 【請求項３】 重量比で、 Ｃ ：０．０２〜０．２％、 Ｓｉ：０．０１〜１．０％、 Ａｌ：０．０１〜０．２％、 Ｍｎ：０．３〜２．０％、 残部がＦｅと不可避的に含有する不純物元素よりなる化
学成分を有し、Ａｃ3点以上の温度の鋼片もしくは鋼板
を、Ａｒ3 点以上の温度で３０％以上の圧下量で圧延
後、更にＡｒ3 点以下の温度域で１０％以上の圧下率で
圧延して、更に、繰り返し曲げ変形の受ける部位とその
近傍を加熱してＡｃ1 −１００℃からＡｃ1 温度の範囲
で１２０秒以上滞留させることで、板厚の１mm以上３０
％以下の範囲にわたって、円相当径で３０μｍ以上の粗
大フェライト組織にすることを特徴とする繰り返し曲げ
変形性能の優れた曲げ加工用鋼板の製造方法。 - 【請求項４】 重量比で、 Ｃ ：０．０２〜０．２％、 Ｓｉ：０．０１〜１．０％、 Ａｌ：０．０１〜０．２％、 Ｍｎ：０．３〜２．０％、 残部がＦｅと不可避的に含有する不純物元素よりなる化
学成分を有した鋼板において、Ａｃ3 点以上の温度の鋼
片もしくは鋼板を、Ａｃ3 点以上の温度から圧延を開始
し、圧延中任意のパスで冷却しながら圧延し、少なくと
もＡｒ3 点以下の温度域で１０％以上の圧下率で圧延を
実施して製造した鋼板を、繰り返し曲げ変形の受ける部
位とその近傍を加熱してＡｃ1 −１００℃からＡｃ1 温
度の範囲で１２０秒以上滞留させることで製造し、該鋼
板が、板厚の１mm以上３０％以下の範囲にわたって、円
相当径で３０μｍ以上の粗大フェライト組織にすること
を特徴とする繰り返し曲げ変形性能の優れた曲げ加工用
鋼板の製造方法。 - 【請求項５】 重量比で、 Ｃ ：０．０２〜０．２％、 Ｓｉ：０．０１〜１．０％、 Ａｌ：０．０１〜０．２％、 Ｍｎ：０．３〜２．０％ 更に Ｔｉ：０．００７〜０．０２０％、 Ｎｂ：０．００３〜０．０２０％、 Ｂ ：０．０００３〜０．００１０％、 Ｖ ：０．０１〜０．１％、 Ｃｕ：０．１〜１．０％、 Ｎｉ：０．１〜１．５％ のうちの１種類以上をも含み、残部がＦｅと不可避的に
含有する不純物元素よりなる化学成分を有し、それぞれ
板厚の１mm以上３０％以下の範囲にわたって、平均円相
当径で５μｍ以下のフェライト組織、もしくはベーナイ
ト組織を有し、且つその表層部組織の同一結晶方位を有
する集合組織コロニーのアスペクト比（長径／短径の
比）が４以上である表裏層組織を有し、板厚内部が平均
円相当粒径で５〜３０μｍのフェライト組織もしくはベ
ーナイト組織を有する複層鋼板において、繰り返し曲げ
変形を受ける部位とその近傍の表裏層部を円相当径で３
０μｍ以上の粗大フェライト組織にしたことを特徴とす
る繰り返し曲げ変形性能の優れた曲げ加工用鋼板。 - 【請求項６】 重量比で、 Ｃ ：０．０２〜０．２％、 Ｓｉ：０．０１〜１．０％、 Ａｌ：０．０１〜０．２％、 Ｍｎ：０．３〜２．０％ 更に Ｔｉ：０．００７〜０．０２０％、 Ｎｂ：０．００３〜０．０２０％、 Ｂ ：０．０００３〜０．００１０％、 Ｖ ：０．０１〜０．１％、 Ｃｕ：０．１〜１．０％、 Ｎｉ：０．１〜１．５％ のうちの１種類以上をも含み、残部がＦｅと不可避的に
含有する不純物元素よりなる化学成分を有する鋼板にお
いて、Ａｃ3 点以上の温度の鋼片もしくは鋼板を、圧延
中途中水冷時の板厚をｔ0 、製品板厚をｔとした時、表
層から板厚方向１×ｔ0 ／ｔ（mm）以上、０．３×ｔ0
の領域を２℃/sec以上の冷速でＡｒ3 点以下まで冷却し
て、その後、当該表層部がＡｒ3 以下の温度から圧延を
開始もしくは再開し、Ａｃ1 点以上Ａｃ3 点以下の範囲
で圧延して、板厚の１mm以上３０％以下の範囲にわたっ
て、平均円相当径で５μｍ以下のフェライト組織、もし
くはベーナイト組織を有し、且つその表層部組織の同一
結晶方位を有する集合組織コロニーのアスペクト比（長
径／短径の比）が４以上である表裏層組織を有し、板厚
内部が平均円相当粒径で５〜３０μｍのフェライト組
織、もしくはベーナイト組織にし、更に繰り返し曲げ変
形の受ける部位とその近傍を加熱してＡｃ1 −１００℃
からＡｃ1 温度の範囲で１２０秒以上滞留させること
で、繰り返し曲げ変形を受ける部位とその近傍の表裏層
部の表層部を熱処理により円相当径で３０μｍ以上の粗
大フェライト組織にすることを特徴とする繰り返し曲げ
変形性能の優れた曲げ加工用鋼板の製造方法。 - 【請求項７】 重量比で、 Ｃ ：０．０２〜０．２％、 Ｓｉ：０．０１〜１．０％、 Ａｌ：０．０１〜０．２％、 Ｍｎ：０．３〜２．０％ 更に Ｔｉ：０．００７〜０．０２０％、 Ｎｂ：０．００３〜０．０２０％、 Ｂ ：０．０００３〜０．００１０％、 Ｖ ：０．０１〜０．１％、 Ｃｕ：０．１〜１．０％、 Ｎｉ：０．１〜１．５％ のうちの１種類以上をも含み、残部がＦｅと不可避的に
含有する不純物元素よりなる化学成分を有し、Ａｃ3 点
以上の温度の鋼片もしくは鋼板を、Ａｒ3 点以上の温度
で３０％以上の圧下量で圧延後、更にＡｃ3 点以下の温
度域で１０％以上の圧下率で圧延して、更に、繰り返し
曲げ変形の受ける部位との近傍を加熱してＡｃ1 −１０
０℃からＡｃ1 温度の範囲で１２０秒以上滞留させるこ
とで、板厚の１mm以上３０％以下の範囲にわたって、円
相当径で３０μｍ以上の粗大フェライト組織にすること
を特徴とする繰り返し曲げ変形性能の優れた曲げ加工用
鋼板の製造方法。 - 【請求項８】 重量比で、 Ｃ ：０．０２〜０．２％、 Ｓｉ：０．０１〜１．０％、 Ａｌ：０．０１〜０．２％、 Ｍｎ：０．３〜２．０％ 更に Ｔｉ：０．００７〜０．０２０％、 Ｎｂ：０．００３〜０．０２０％、 Ｂ ：０．０００３〜０．００１０％、 Ｖ ：０．０１〜０．１％、 Ｃｕ：０．１〜１．０％、 Ｎｉ：０．１〜１．５％ のうちの１種類以上をも含み、残部がＦｅと不可避的に
含有する不純物元素よりなる化学成分を有した鋼板にお
いて、Ａｃ3 点以上の温度の鋼片もしくは鋼板を、Ａｒ
3 点以上の温度から圧延を開始し、圧延中任意のパスで
冷却しながら圧延し、少なくともＡｒ3 点以下の温度域
で１０％以上の圧下率で圧延を実施して製造した鋼板
を、繰り返し曲げ変形の受ける部位とその近傍を加熱し
てＡｃ1 −１００℃からＡｃ1 温度の範囲で１２０秒以
上滞留させることで製造し、該鋼板が、板厚の１mm以上
３０％以下の範囲にわたって、円相当径で３０μｍ以上
の粗大フェライト組織にすることを特徴とする繰り返し
曲げ変形性能の優れた曲げ加工用鋼板の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7907194A JPH07286232A (ja) | 1994-04-18 | 1994-04-18 | 繰り返し曲げ変形性能の優れた曲げ加工用鋼板とその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7907194A JPH07286232A (ja) | 1994-04-18 | 1994-04-18 | 繰り返し曲げ変形性能の優れた曲げ加工用鋼板とその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07286232A true JPH07286232A (ja) | 1995-10-31 |
Family
ID=13679661
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7907194A Pending JPH07286232A (ja) | 1994-04-18 | 1994-04-18 | 繰り返し曲げ変形性能の優れた曲げ加工用鋼板とその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07286232A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP4206337A1 (de) * | 2021-12-29 | 2023-07-05 | Voestalpine Grobblech GmbH | Grobblech und thermomechanisches behandlungsverfahren eines vormaterials zur herstellung eines grobblechs |
-
1994
- 1994-04-18 JP JP7907194A patent/JPH07286232A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP4206337A1 (de) * | 2021-12-29 | 2023-07-05 | Voestalpine Grobblech GmbH | Grobblech und thermomechanisches behandlungsverfahren eines vormaterials zur herstellung eines grobblechs |
| WO2023126506A1 (de) * | 2021-12-29 | 2023-07-06 | Voestalpine Grobblech Gmbh | Grobblech und thermomechanisches behandlungsverfahren eines vormaterials zur herstellung des grobblechs |
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