JPH08157949A - 鋼板内の材質均一性に優れた加速冷却型鋼板の製造方法 - Google Patents
鋼板内の材質均一性に優れた加速冷却型鋼板の製造方法Info
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- JPH08157949A JPH08157949A JP29683394A JP29683394A JPH08157949A JP H08157949 A JPH08157949 A JP H08157949A JP 29683394 A JP29683394 A JP 29683394A JP 29683394 A JP29683394 A JP 29683394A JP H08157949 A JPH08157949 A JP H08157949A
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Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【目的】 鋼板内の材質の均一性に優れた加速冷却型鋼
板の製造方法を提供する。 【構成】 Ｃ，Ｓｉ，Ｍｎ，Ｎｂ，Ｖ，Ｔｉ，Ｃｕ，Ｎ
ｉ，Ｃｒ，Ｍｏ，を含有し、残部Ｆｅからなる鋼片を、
内部温度が下記式の温度Ｔａ範囲に加熱し、再結晶温度
域で圧下率３０％以上の粗圧延を行い、その後仕上圧
延、熱間矯正により平坦に仕上げ、鋼板内部温度がＡｒ
３点＋３０〜６０℃の範囲である温度から、３℃／ｓ以
上の冷却速度で鋼板の内部温度が６００℃以下になるま
で水冷する。 Ｔｓ≦Ｔａ≦Ｔｓ＋１５０（℃） Ｔｓ＝−９１００／｛ｌｏｇ［Ｃ〔Ｎｂ−６．６４
（Ｎ−Ｔｉ／３．４２）〕］−３．７｝−２７３ ここ
で、Ｔｓは加熱γ粒の粗大化温度又はＮｂＣの固溶温
度、ただし、（ ）内が負の場合は、（ ）は０とす
る。〔 〕内が０又は負の場合はＴｉ含有鋼のＴｓは１
０５０℃とし、Ｓｉ−Ｍｎ鋼の場合は、Ｔｓは１５０℃
とする。
板の製造方法を提供する。 【構成】 Ｃ，Ｓｉ，Ｍｎ，Ｎｂ，Ｖ，Ｔｉ，Ｃｕ，Ｎ
ｉ，Ｃｒ，Ｍｏ，を含有し、残部Ｆｅからなる鋼片を、
内部温度が下記式の温度Ｔａ範囲に加熱し、再結晶温度
域で圧下率３０％以上の粗圧延を行い、その後仕上圧
延、熱間矯正により平坦に仕上げ、鋼板内部温度がＡｒ
３点＋３０〜６０℃の範囲である温度から、３℃／ｓ以
上の冷却速度で鋼板の内部温度が６００℃以下になるま
で水冷する。 Ｔｓ≦Ｔａ≦Ｔｓ＋１５０（℃） Ｔｓ＝−９１００／｛ｌｏｇ［Ｃ〔Ｎｂ−６．６４
（Ｎ−Ｔｉ／３．４２）〕］−３．７｝−２７３ ここ
で、Ｔｓは加熱γ粒の粗大化温度又はＮｂＣの固溶温
度、ただし、（ ）内が負の場合は、（ ）は０とす
る。〔 〕内が０又は負の場合はＴｉ含有鋼のＴｓは１
０５０℃とし、Ｓｉ−Ｍｎ鋼の場合は、Ｔｓは１５０℃
とする。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、加速冷却型鋼板の製造
方法に関し、さらに詳しくは、鋼板内の材質均一性に優
れた加速冷却型鋼板の製造方法に関するものである。
方法に関し、さらに詳しくは、鋼板内の材質均一性に優
れた加速冷却型鋼板の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】造船用あるいは建築用鋼に代表される加
速冷却型鋼板は、鋼板内で均一な材料特性を有すること
が要求されている。従来、この種の加速冷却型鋼板の製
造においては、圧延後の水冷過程で結晶粒微細化による
強靱化を図ることに加え、析出強化作用や変態強化作用
を得ている。しかしながら、鋼片加熱においては、不均
一に加熱されることは避けられず、加熱時のγ（オース
テナイト）粒度の不均一あるいは析出強化元素の固溶状
態の不均一が、そのまま鋼板内の強度および靱性の不均
一をもたらしている。また、鋼片加熱時の偏熱がそのま
ま圧延後の鋼板に残存し、冷却開始温度および停止温度
の偏差の原因となり、鋼板内の材質不均一をもたらして
いる。
速冷却型鋼板は、鋼板内で均一な材料特性を有すること
が要求されている。従来、この種の加速冷却型鋼板の製
造においては、圧延後の水冷過程で結晶粒微細化による
強靱化を図ることに加え、析出強化作用や変態強化作用
を得ている。しかしながら、鋼片加熱においては、不均
一に加熱されることは避けられず、加熱時のγ（オース
テナイト）粒度の不均一あるいは析出強化元素の固溶状
態の不均一が、そのまま鋼板内の強度および靱性の不均
一をもたらしている。また、鋼片加熱時の偏熱がそのま
ま圧延後の鋼板に残存し、冷却開始温度および停止温度
の偏差の原因となり、鋼板内の材質不均一をもたらして
いる。
【０００３】すなわち、鋼片は加熱炉内で、その端部か
ら加熱されるため、端部の温度が中央部よりも高くな
り、端部は中央部に比べ、加熱時のγ粒が粗くなるとと
もに、Nb添加鋼では、固溶Nb量も多くなる。これを圧延
・加速冷却し得られる鋼板は、端部の強度が中央部に比
べ高くなりすぎる結果、端部の延性および靱性が劣化す
るか、あるいは、逆に中央部の強度が目標値に満たない
こととなる。
ら加熱されるため、端部の温度が中央部よりも高くな
り、端部は中央部に比べ、加熱時のγ粒が粗くなるとと
もに、Nb添加鋼では、固溶Nb量も多くなる。これを圧延
・加速冷却し得られる鋼板は、端部の強度が中央部に比
べ高くなりすぎる結果、端部の延性および靱性が劣化す
るか、あるいは、逆に中央部の強度が目標値に満たない
こととなる。
【０００４】一方、このような加熱温度偏差のある鋼片
を圧延した後の鋼板は、その先後端部の冷却停止温度が
中央部に比べ高くなる場合があり、先後端部の強度が中
央部に比べ低くなり、場合によっは目標値に満たないこ
ととなる。
を圧延した後の鋼板は、その先後端部の冷却停止温度が
中央部に比べ高くなる場合があり、先後端部の強度が中
央部に比べ低くなり、場合によっは目標値に満たないこ
ととなる。
【０００５】このような加速冷却型鋼板の製造方法にお
ける上記問題点を解決するために、従来は、圧延した鋼
板の先後端部の材質不均一な部分を切り捨てたり、ある
いは鋼片加熱時、在炉時間を延長し、析出強化元素を均
一に固溶させたり、加熱温度偏熱を小さくする対策が採
られている。
ける上記問題点を解決するために、従来は、圧延した鋼
板の先後端部の材質不均一な部分を切り捨てたり、ある
いは鋼片加熱時、在炉時間を延長し、析出強化元素を均
一に固溶させたり、加熱温度偏熱を小さくする対策が採
られている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかし、前述のように
鋼板の先後端部の材質不均一な部分を切り捨てること
は、歩留りの低下を余儀なくされ、また、鋼片の在炉時
間を長くし、析出強化元素を均一に固溶させたり、偏熱
を小さくすることは、省エネルギーに反し、生産性も低
下する。鋼片加熱温度を高くすれば、短い在炉時間で析
出強化元素を均一に固溶させることはできるが、加熱温
度をやみ雲に高くさせることは加熱γ粒の粗大化を招
き、靱性が劣化するという問題を生じる。
鋼板の先後端部の材質不均一な部分を切り捨てること
は、歩留りの低下を余儀なくされ、また、鋼片の在炉時
間を長くし、析出強化元素を均一に固溶させたり、偏熱
を小さくすることは、省エネルギーに反し、生産性も低
下する。鋼片加熱温度を高くすれば、短い在炉時間で析
出強化元素を均一に固溶させることはできるが、加熱温
度をやみ雲に高くさせることは加熱γ粒の粗大化を招
き、靱性が劣化するという問題を生じる。
【０００７】本発明は、上記の問題点を解決するために
なされたもので、鋼片の加熱に際し、析出強化元素の固
溶および加熱γ粒を考慮し、鋼片加熱偏熱を 150℃以内
にするとともに、γ粒の粗大化を抑制し析出強化元素を
均一に固溶させること、また、熱間圧延後、加速冷却前
の鋼板の温度偏差を30℃以内に制御することにより、鋼
板内の材質均一性に優れた加速冷却型鋼板の製造方法を
提供することを目的とする。
なされたもので、鋼片の加熱に際し、析出強化元素の固
溶および加熱γ粒を考慮し、鋼片加熱偏熱を 150℃以内
にするとともに、γ粒の粗大化を抑制し析出強化元素を
均一に固溶させること、また、熱間圧延後、加速冷却前
の鋼板の温度偏差を30℃以内に制御することにより、鋼
板内の材質均一性に優れた加速冷却型鋼板の製造方法を
提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、この種の
加速冷却型鋼板の製造条件について鋭意研究した結果、
含有成分組成に応じた鋼片加熱温度と圧延条件を規制
し、加速冷却前の鋼板の温度偏差を制御することによ
り、鋼板内の材質均一性に優れた加速冷却型鋼板を高生
産性、高歩留りで安定して製造できることを見出し、本
発明に至ったものである。
加速冷却型鋼板の製造条件について鋭意研究した結果、
含有成分組成に応じた鋼片加熱温度と圧延条件を規制
し、加速冷却前の鋼板の温度偏差を制御することによ
り、鋼板内の材質均一性に優れた加速冷却型鋼板を高生
産性、高歩留りで安定して製造できることを見出し、本
発明に至ったものである。
【０００９】その要旨は、(1) C:0.05〜0.20％、 Si:0.
05〜0.60％、Mn:1.0〜1.5 ％を含有し、残部Feおよび不
可避的不純物からなる鋼片を、鋼片の内部温度が 950〜
1100℃の範囲内である温度Ｔa に加熱し、再結晶温度域
で圧下率30％以上の粗圧延を行い、その後の仕上圧延ま
たは熱間矯正により平坦に仕上げ、鋼板の内部温度がＡ
r3点＋30〜60℃の範囲である温度から、 3℃/s以上の冷
却速度で鋼板の内部温度が 600℃以下になるまで水冷す
る鋼板内の材質均一性に優れた加速冷却型鋼板の製造方
法である。
05〜0.60％、Mn:1.0〜1.5 ％を含有し、残部Feおよび不
可避的不純物からなる鋼片を、鋼片の内部温度が 950〜
1100℃の範囲内である温度Ｔa に加熱し、再結晶温度域
で圧下率30％以上の粗圧延を行い、その後の仕上圧延ま
たは熱間矯正により平坦に仕上げ、鋼板の内部温度がＡ
r3点＋30〜60℃の範囲である温度から、 3℃/s以上の冷
却速度で鋼板の内部温度が 600℃以下になるまで水冷す
る鋼板内の材質均一性に優れた加速冷却型鋼板の製造方
法である。
【００１０】(2) C:0.05〜0.20％、 Si:0.05〜0.60％、
Mn:1.0〜1.5 ％を含有し、さらにNb:0.050％以下、V:0.
10％以下、Ti:0.030％以下、 Cu:0.50％以下、Ni:0.50
％以下、 Cr:0.50％以下、Mo:0.50 ％以下の内から選ん
だ１種または２種以上を含有し、残部Feおよび不可避的
不純物からなる鋼片を、鋼片の内部温度が下記式で求ま
る範囲内の温度Ｔa に加熱し、再結晶温度域で圧下率30
％以上の粗圧延を行い、その後の仕上圧延または熱間矯
正により平坦に仕上げ、鋼板の内部温度がＡr3点＋30〜
60℃の範囲である温度から、 3℃/s以上の冷却速度で鋼
板の内部温度が600℃以下になるまで水冷する鋼板内の
材質均一性に優れた加速冷却型鋼板の製造方法である。 Ｔs ≦Ｔa ≦Ｔs ＋150 (℃) Ｔs ＝−9100／｛log ［C 〔Nb-6.64(N-Ti/3.42)〕］−
3.7 ｝−273 ここで、Ｔs は加熱γ粒の粗大化温度またはNbC の固溶
温度 ただし、( ) 内が負の場合は、( ) 内の値は0 とする。
〔 〕内が0 または負の場合は、Ti含有鋼のＴs は1050
℃とする。
Mn:1.0〜1.5 ％を含有し、さらにNb:0.050％以下、V:0.
10％以下、Ti:0.030％以下、 Cu:0.50％以下、Ni:0.50
％以下、 Cr:0.50％以下、Mo:0.50 ％以下の内から選ん
だ１種または２種以上を含有し、残部Feおよび不可避的
不純物からなる鋼片を、鋼片の内部温度が下記式で求ま
る範囲内の温度Ｔa に加熱し、再結晶温度域で圧下率30
％以上の粗圧延を行い、その後の仕上圧延または熱間矯
正により平坦に仕上げ、鋼板の内部温度がＡr3点＋30〜
60℃の範囲である温度から、 3℃/s以上の冷却速度で鋼
板の内部温度が600℃以下になるまで水冷する鋼板内の
材質均一性に優れた加速冷却型鋼板の製造方法である。 Ｔs ≦Ｔa ≦Ｔs ＋150 (℃) Ｔs ＝−9100／｛log ［C 〔Nb-6.64(N-Ti/3.42)〕］−
3.7 ｝−273 ここで、Ｔs は加熱γ粒の粗大化温度またはNbC の固溶
温度 ただし、( ) 内が負の場合は、( ) 内の値は0 とする。
〔 〕内が0 または負の場合は、Ti含有鋼のＴs は1050
℃とする。
【００１１】(3) 水冷後、 550〜700 ℃の温度範囲で焼
戻しを行う上記(1) または(2) の鋼板内の材質均一性に
優れた加速冷却型鋼板の製造方法である。
戻しを行う上記(1) または(2) の鋼板内の材質均一性に
優れた加速冷却型鋼板の製造方法である。
【００１２】
【作用】以下に、本発明の製造条件について説明する。
本発明では、鋼片加熱時に析出強化元素を均一に固溶さ
せるため、析出強化元素の平衡溶解度積から求めた温度
Ｔs を基準に、Ｔs 〜Ｔs ＋150 ℃の範囲内の温度Ｔa
で鋼片を加熱する。析出強化元素を含有していない Si-
Mn鋼は、Ｔs に相当する鋼片加熱時のγ粒の粗大化温度
が 950℃であるため、加熱温度Ｔa は 950〜1100℃の範
囲内である。このようにして、 Si-Mn鋼は鋼片加熱時の
γ粒を均一にすることができる。
本発明では、鋼片加熱時に析出強化元素を均一に固溶さ
せるため、析出強化元素の平衡溶解度積から求めた温度
Ｔs を基準に、Ｔs 〜Ｔs ＋150 ℃の範囲内の温度Ｔa
で鋼片を加熱する。析出強化元素を含有していない Si-
Mn鋼は、Ｔs に相当する鋼片加熱時のγ粒の粗大化温度
が 950℃であるため、加熱温度Ｔa は 950〜1100℃の範
囲内である。このようにして、 Si-Mn鋼は鋼片加熱時の
γ粒を均一にすることができる。
【００１３】Nb、Ti、N を含有する鋼では、下記式で求
まる温度Ｔs を基準に、Ｔs 〜Ｔs＋150 ℃の範囲内の
温度Ｔa で鋼片を加熱する。析出強化元素であるNbは、
鋼中では、析出強化に有効であるNbC のほかにNbN も形
成するため、Nb、Ti、N を含有する鋼では、NbC を形成
する有効Nb量に着目する必要がある。下記式がNbC が固
溶する温度Ｔs を求める式である。 Ｔs ＝−9100／｛log ［C 〔Nb-6.64(N-Ti/3.42)〕］−
3.7 ｝−273
まる温度Ｔs を基準に、Ｔs 〜Ｔs＋150 ℃の範囲内の
温度Ｔa で鋼片を加熱する。析出強化元素であるNbは、
鋼中では、析出強化に有効であるNbC のほかにNbN も形
成するため、Nb、Ti、N を含有する鋼では、NbC を形成
する有効Nb量に着目する必要がある。下記式がNbC が固
溶する温度Ｔs を求める式である。 Ｔs ＝−9100／｛log ［C 〔Nb-6.64(N-Ti/3.42)〕］−
3.7 ｝−273
【００１４】ここで、(N-Ti/3.42) はTiN を形成したN
を差し引いた残りのN を示し、〔Nb-6.64(N-Ti/3.42)〕
はTiN を形成したN を差し引いた残りのN とNbN を形成
したNbを差し引いた残りのNb量を示す。すなわち、Tiと
N を含有していない鋼では、上記式は Ｔs ＝−9100／
｛log [C][Nb] −3.7 ｝−273 となり、これはC とNbの
平衡溶解度積を変形したものとなる。
を差し引いた残りのN を示し、〔Nb-6.64(N-Ti/3.42)〕
はTiN を形成したN を差し引いた残りのN とNbN を形成
したNbを差し引いた残りのNb量を示す。すなわち、Tiと
N を含有していない鋼では、上記式は Ｔs ＝−9100／
｛log [C][Nb] −3.7 ｝−273 となり、これはC とNbの
平衡溶解度積を変形したものとなる。
【００１５】ただし、上記式において、( ) 内が負の場
合は、( ) 内の値は0 とする。この場合は、NbN を形成
するN が存在しないことを意味する。また、〔 〕内が
0 または負の場合は、NbC を形成するNbが存在しないこ
とを意味する。この場合、Ti含有鋼のＴs はγ粒の粗大
化温度が1050℃であるため、1050℃とする。したがっ
て、Ti含有鋼の鋼片加熱温度Ｔa は、1050〜1200℃の温
度範囲内である。
合は、( ) 内の値は0 とする。この場合は、NbN を形成
するN が存在しないことを意味する。また、〔 〕内が
0 または負の場合は、NbC を形成するNbが存在しないこ
とを意味する。この場合、Ti含有鋼のＴs はγ粒の粗大
化温度が1050℃であるため、1050℃とする。したがっ
て、Ti含有鋼の鋼片加熱温度Ｔa は、1050〜1200℃の温
度範囲内である。
【００１６】鋼片加熱温度を鋼片の内部温度に規定した
理由は、鋼片内部の加熱時のγ粒の均一化およびNbC の
固溶を完全、均一にするためである。また、鋼片の内部
温度は、熱伝導計算により知ることができる。
理由は、鋼片内部の加熱時のγ粒の均一化およびNbC の
固溶を完全、均一にするためである。また、鋼片の内部
温度は、熱伝導計算により知ることができる。
【００１７】加熱後の鋼片は、再結晶温度域で圧下率30
％以上の粗圧延を行うことで、ほぼ均一な微細γ粒が得
られる。これ以降の圧延は通常の圧延方法で行う。再結
晶温度域での粗圧延とその後の圧延で均一な微細γ粒が
得られれば、その後の水冷で結晶粒微細化による強靱化
効果が安定して得られるのであるが、圧延時の鋼板はそ
の先後端部が上反りとなる場合が多く、また、圧延終了
後の鋼板全長の温度分布は、鋼片加熱時の偏熱の影響に
よりかなり不均一であり、この状態のままで水冷を行え
ば冷却開始温度および冷却停止温度がばらつき、鋼板内
の材質にばらつきが生じることとなる。
％以上の粗圧延を行うことで、ほぼ均一な微細γ粒が得
られる。これ以降の圧延は通常の圧延方法で行う。再結
晶温度域での粗圧延とその後の圧延で均一な微細γ粒が
得られれば、その後の水冷で結晶粒微細化による強靱化
効果が安定して得られるのであるが、圧延時の鋼板はそ
の先後端部が上反りとなる場合が多く、また、圧延終了
後の鋼板全長の温度分布は、鋼片加熱時の偏熱の影響に
よりかなり不均一であり、この状態のままで水冷を行え
ば冷却開始温度および冷却停止温度がばらつき、鋼板内
の材質にばらつきが生じることとなる。
【００１８】このため、本発明では仕上圧延または熱間
矯正により鋼板先後端部の上反りを直し平坦に仕上げ、
鋼板の内部温度がＡr3点＋30〜60℃の範囲である温度か
ら水冷を行う。鋼板の内部温度がＡr3点＋30〜60℃の範
囲である温度から水冷する理由は、図１に示すように、
この温度範囲から水冷すれば、引張特性(TS)および衝撃
特性(vTrs)が安定しているため、鋼板内の材質が均一に
なるからである。
矯正により鋼板先後端部の上反りを直し平坦に仕上げ、
鋼板の内部温度がＡr3点＋30〜60℃の範囲である温度か
ら水冷を行う。鋼板の内部温度がＡr3点＋30〜60℃の範
囲である温度から水冷する理由は、図１に示すように、
この温度範囲から水冷すれば、引張特性(TS)および衝撃
特性(vTrs)が安定しているため、鋼板内の材質が均一に
なるからである。
【００１９】図１は、 Si-Mn系490N/mm2級鋼板、板厚50
mm材製造時の水冷開始時の鋼板内部温度と引張特性(TS)
との関係、および水冷開始時の鋼板内部温度と衝撃特性
(vTrs)との関係を示したもので、水冷開始時の鋼板内部
温度がＡr3点＋30℃未満では、TSは低下し、vTrsは悪く
なる。また、水冷開始時の鋼板内部温度がＡr3点＋60℃
を超えると、TSは上昇し、vTrsは悪くなる。このよう
に、引張特性(TS)と衝撃特性(vTrs)とがともに安定した
値で得られる温度範囲は、Ａr3点＋30〜60℃の30℃の範
囲である。
mm材製造時の水冷開始時の鋼板内部温度と引張特性(TS)
との関係、および水冷開始時の鋼板内部温度と衝撃特性
(vTrs)との関係を示したもので、水冷開始時の鋼板内部
温度がＡr3点＋30℃未満では、TSは低下し、vTrsは悪く
なる。また、水冷開始時の鋼板内部温度がＡr3点＋60℃
を超えると、TSは上昇し、vTrsは悪くなる。このよう
に、引張特性(TS)と衝撃特性(vTrs)とがともに安定した
値で得られる温度範囲は、Ａr3点＋30〜60℃の30℃の範
囲である。
【００２０】このように、水冷開始時の鋼板内部温度を
Ａr3点＋30〜60℃の狭い範囲に制御する方法としては、
圧延後の空冷またはデスケーリング水冷による。図２に
圧延後の空冷による鋼板内部温度制御効果を、図３にデ
スケーリング水冷による鋼板内部温度制御効果を示す。
図２(a) は空冷時間と温度偏差との関係を示し、仕上圧
延完了時50℃あった温度偏差は90秒後には30℃以下に低
下している。図２(b)は、この時の鋼板内最高、最低温
度部の板厚方向平均温度の空冷による低下を示してい
る。図３(a) はデスケーリング水冷回数と温度偏差との
関係を示し、仕上圧延完了時50℃あった温度偏差は４回
のデスケーリング水冷で30℃以下に低下している。図３
(b) は、この時の鋼板内最高、最低温度部の板厚方向平
均温度のデスケーリングによる低下を示している。
Ａr3点＋30〜60℃の狭い範囲に制御する方法としては、
圧延後の空冷またはデスケーリング水冷による。図２に
圧延後の空冷による鋼板内部温度制御効果を、図３にデ
スケーリング水冷による鋼板内部温度制御効果を示す。
図２(a) は空冷時間と温度偏差との関係を示し、仕上圧
延完了時50℃あった温度偏差は90秒後には30℃以下に低
下している。図２(b)は、この時の鋼板内最高、最低温
度部の板厚方向平均温度の空冷による低下を示してい
る。図３(a) はデスケーリング水冷回数と温度偏差との
関係を示し、仕上圧延完了時50℃あった温度偏差は４回
のデスケーリング水冷で30℃以下に低下している。図３
(b) は、この時の鋼板内最高、最低温度部の板厚方向平
均温度のデスケーリングによる低下を示している。
【００２１】水冷開始温度を鋼板の内部温度に規定した
理由は、鋼板内部の材質を均一にするためである。ま
た、鋼板の内部温度は、累積圧延時間と冷却時間から熱
伝導計算により知ることができる。また、Ａr3点は下記
式で算出される。 Ａr3（℃）＝910-310C-80Mn-20Cu-15Cr-55Ni-80Mo+0.35
(t-8) ここで、各成分は質量％、ｔは板厚(mm)である。
理由は、鋼板内部の材質を均一にするためである。ま
た、鋼板の内部温度は、累積圧延時間と冷却時間から熱
伝導計算により知ることができる。また、Ａr3点は下記
式で算出される。 Ａr3（℃）＝910-310C-80Mn-20Cu-15Cr-55Ni-80Mo+0.35
(t-8) ここで、各成分は質量％、ｔは板厚(mm)である。
【００２２】鋼板の内部温度がＡr3点＋30〜60℃の範囲
である温度からの水冷は、 3℃/s以上の冷却速度で鋼板
の内部温度が 600℃以下になるまで行う。その理由は、
冷却速度が 3℃/s未満では強度上昇効果が小さく、水冷
停止温度が 600℃を超えると過冷によるフェライト細粒
化効果および変態強化が十分発揮できなくなるからであ
る。
である温度からの水冷は、 3℃/s以上の冷却速度で鋼板
の内部温度が 600℃以下になるまで行う。その理由は、
冷却速度が 3℃/s未満では強度上昇効果が小さく、水冷
停止温度が 600℃を超えると過冷によるフェライト細粒
化効果および変態強化が十分発揮できなくなるからであ
る。
【００２３】さらに、本発明では水冷により生じる残留
歪みを除去する場合には、水冷後に焼戻しを行う。焼戻
し温度が 550℃未満では残留歪み除去効果が小さく、ま
た、700℃を超えると水冷による強度上昇効果が消失す
る。したがって、水冷後に行う焼戻し温度は、 550〜70
0 ℃の温度範囲に限定する。
歪みを除去する場合には、水冷後に焼戻しを行う。焼戻
し温度が 550℃未満では残留歪み除去効果が小さく、ま
た、700℃を超えると水冷による強度上昇効果が消失す
る。したがって、水冷後に行う焼戻し温度は、 550〜70
0 ℃の温度範囲に限定する。
【００２４】次に、本発明における化学成分の限定理由
について説明する。C は、鋼板の強度確保のために必要
な元素であるが、含有量が0.05％未満では強度の確保が
困難となる。また、含有量が0.20％を超えると溶接性お
よび靱性が劣化する。したがって、C 含有量は0.05〜0.
20％の範囲とする。
について説明する。C は、鋼板の強度確保のために必要
な元素であるが、含有量が0.05％未満では強度の確保が
困難となる。また、含有量が0.20％を超えると溶接性お
よび靱性が劣化する。したがって、C 含有量は0.05〜0.
20％の範囲とする。
【００２５】Siは、鋼の脱酸に必要な元素であるが、含
有量が0.05％未満ではその効果が少なく、また、0.60％
を超えて多量に含有すると溶接性を劣化させる。したが
って、Si含有量は0.05〜0.60％の範囲とする。
有量が0.05％未満ではその効果が少なく、また、0.60％
を超えて多量に含有すると溶接性を劣化させる。したが
って、Si含有量は0.05〜0.60％の範囲とする。
【００２６】Mnは、鋼板の強度および靱性を確保のため
に必要な元素であるが、含有量が1.0 ％未満ではこのよ
うな効果は少なく、また、1.50％を超えて含有すると溶
接性を劣化させ、かつ靱性も劣化させる。したがって、
Mn含有量は 1.0〜1.5 ％の範囲とする。
に必要な元素であるが、含有量が1.0 ％未満ではこのよ
うな効果は少なく、また、1.50％を超えて含有すると溶
接性を劣化させ、かつ靱性も劣化させる。したがって、
Mn含有量は 1.0〜1.5 ％の範囲とする。
【００２７】Nbは、析出強化および変態強化による強度
上昇と結晶粒の細粒化による靱性の向上を図ることがで
きる。このため、Nbは合金元素の添加量を低減でき、溶
接性の改善に有効な元素である。しかし、 0.050％を超
えて多量に含有すると溶接継手靱性を劣化させる。した
がって、Nb含有量は 0.050％以下とする。なお、含有量
が 0.002％未満では、このような効果は期待し難くなる
ので、含有量は 0.002％以上が望ましい。
上昇と結晶粒の細粒化による靱性の向上を図ることがで
きる。このため、Nbは合金元素の添加量を低減でき、溶
接性の改善に有効な元素である。しかし、 0.050％を超
えて多量に含有すると溶接継手靱性を劣化させる。した
がって、Nb含有量は 0.050％以下とする。なお、含有量
が 0.002％未満では、このような効果は期待し難くなる
ので、含有量は 0.002％以上が望ましい。
【００２８】V は、析出強化による強度上昇に有効な元
素であるが、含有量が0.10％を超えると溶接性が劣化す
る。したがって、V 含有量は0.10％以下とする。なお、
含有量が0.01％未満では、このような効果はほとんど期
待できないので、含有量は0.01％以上が望ましい。
素であるが、含有量が0.10％を超えると溶接性が劣化す
る。したがって、V 含有量は0.10％以下とする。なお、
含有量が0.01％未満では、このような効果はほとんど期
待できないので、含有量は0.01％以上が望ましい。
【００２９】Tiは、γ（オーステナイト）粒の粗大化抑
制とともに変態時のフェライトの核生成サイトになり、
フェライトの細粒化による母材靱性および溶接継手靱性
の向上に有効である。しかし、 0.030％を超えて多量に
含有すると靱性を劣化させる。したがって、Ti含有量は
0.030％とする。なお、含有量が 0.002％未満では、こ
のような効果を発揮することができないので、含有量は
0.002％以上が望ましい。
制とともに変態時のフェライトの核生成サイトになり、
フェライトの細粒化による母材靱性および溶接継手靱性
の向上に有効である。しかし、 0.030％を超えて多量に
含有すると靱性を劣化させる。したがって、Ti含有量は
0.030％とする。なお、含有量が 0.002％未満では、こ
のような効果を発揮することができないので、含有量は
0.002％以上が望ましい。
【００３０】Cuは、鋼の強度上昇に有効な元素である
が、0.50％を超えて多量に含有すると熱間加工時に表面
割れが発生するとともに、溶接性を劣化させる。したが
って、Cu含有量は0.50％以下とする。なお、含有量が
0.050％未満では、このような効果は期待し難いので、
含有量は 0.050％以上が望ましい。
が、0.50％を超えて多量に含有すると熱間加工時に表面
割れが発生するとともに、溶接性を劣化させる。したが
って、Cu含有量は0.50％以下とする。なお、含有量が
0.050％未満では、このような効果は期待し難いので、
含有量は 0.050％以上が望ましい。
【００３１】Niは、溶接性に悪影響を与えることなく、
母材の強度および靱性を向上させる元素であるが、0.50
％を超えて添加すると製造コストの上昇を招く。したが
って、Ni含有量は0.50％以下とする。
母材の強度および靱性を向上させる元素であるが、0.50
％を超えて添加すると製造コストの上昇を招く。したが
って、Ni含有量は0.50％以下とする。
【００３２】Cr、Moは、鋼の焼入れ性向上に有効な元素
であるが、含有量がそれぞれ、0.50％を超えると溶接性
が劣化する。したがって、Cr、Mo含有量はそれぞれ0.50
％以下とする。なお、含有量がそれぞれ0.05％未満で
は、焼入れ性向上効果が発揮され難いため、含有量はそ
れぞれ0.05％以上が望ましい。
であるが、含有量がそれぞれ、0.50％を超えると溶接性
が劣化する。したがって、Cr、Mo含有量はそれぞれ0.50
％以下とする。なお、含有量がそれぞれ0.05％未満で
は、焼入れ性向上効果が発揮され難いため、含有量はそ
れぞれ0.05％以上が望ましい。
【００３３】なお、Alの含有量については限定していな
いが、本発明はAlキルド鋼を対象としているので、Alキ
ルド鋼として不可避的に含有する量としては、0.06％以
下程度である。
いが、本発明はAlキルド鋼を対象としているので、Alキ
ルド鋼として不可避的に含有する量としては、0.06％以
下程度である。
【００３４】
【実施例】以下に、本発明の実施例について説明する。
供試鋼は表１に示す化学成分を有する鋼片を表２に示す
加熱・圧延・冷却条件で、板厚50mmの鋼板に仕上げたも
のである。これらの鋼板の長さ方向について、先端部、
中央部、後端部から試験片を採取し、引張特性および衝
撃特性を調査した。その結果を表３に示す。
供試鋼は表１に示す化学成分を有する鋼片を表２に示す
加熱・圧延・冷却条件で、板厚50mmの鋼板に仕上げたも
のである。これらの鋼板の長さ方向について、先端部、
中央部、後端部から試験片を採取し、引張特性および衝
撃特性を調査した。その結果を表３に示す。
【００３５】
【表１】
【００３６】
【表２】
【００３７】
【表３】
【００３８】表３から明らかなように、本発明法による
鋼番Ａ〜Ｅは、鋼板内の強度偏差が小さく、衝撃特性の
ばらつきも小さく、引張強さ490N/mm2級高張力鋼板とし
ての強度と良好な靱性が得られている。また、水冷後の
焼戻しは鋼番Ｂ〜Ｅについて行っているが、いずれも良
好な引張特性と衝撃特性が得られている。
鋼番Ａ〜Ｅは、鋼板内の強度偏差が小さく、衝撃特性の
ばらつきも小さく、引張強さ490N/mm2級高張力鋼板とし
ての強度と良好な靱性が得られている。また、水冷後の
焼戻しは鋼番Ｂ〜Ｅについて行っているが、いずれも良
好な引張特性と衝撃特性が得られている。
【００３９】一方、比較例の鋼番Ｆ〜Ｋは、化学成分は
本発明の限定範囲内ではあるが、鋼番Ｆは、鋼片内部の
加熱温度Ｔa がＴs ＋150 ℃よりも高いため、γ粒が粗
大化し、衝撃特性が悪い。
本発明の限定範囲内ではあるが、鋼番Ｆは、鋼片内部の
加熱温度Ｔa がＴs ＋150 ℃よりも高いため、γ粒が粗
大化し、衝撃特性が悪い。
【００４０】また、鋼番Ｇは、Nb含有鋼であり、鋼片内
部の加熱温度Ｔa がNbC 固溶温度であるＴs より低いた
め、NbC の析出強化が十分に得られず引張特性が不足し
ている。
部の加熱温度Ｔa がNbC 固溶温度であるＴs より低いた
め、NbC の析出強化が十分に得られず引張特性が不足し
ている。
【００４１】鋼番Ｈは、再結晶温度域での圧下率が20％
と低いため、γ粒の細粒化が図られず衝撃特性が悪い。
と低いため、γ粒の細粒化が図られず衝撃特性が悪い。
【００４２】鋼番Ｉは、水冷開始前に鋼板先後端部の上
反りを矯正し平坦に仕上げていないため、上反り部の冷
却が不均一となり、その部分の強度が低下し、強度偏差
も大きい。
反りを矯正し平坦に仕上げていないため、上反り部の冷
却が不均一となり、その部分の強度が低下し、強度偏差
も大きい。
【００４３】鋼番Ｊは、水冷開始前の鋼板内部の温度偏
差制御を行っていないため、水冷開始時の鋼板の先後端
部の温度が高く、このため先後端部の強度が高く偏差が
大きい。
差制御を行っていないため、水冷開始時の鋼板の先後端
部の温度が高く、このため先後端部の強度が高く偏差が
大きい。
【００４４】鋼番Ｋは、水冷時の冷却速度が不足してい
るため、強度が不足している。
るため、強度が不足している。
【００４５】
【発明の効果】以上述べたところから明らかなように、
本発明によれば含有成分組成に応じた鋼片加熱温度と圧
延条件を規制し、加速冷却前の鋼板の温度偏差を制御し
ているため、鋼板内の引張強度、靱性等の材質均一性に
優れた加速冷却型鋼板を高生産性、高歩留りで安定して
製造することができる。
本発明によれば含有成分組成に応じた鋼片加熱温度と圧
延条件を規制し、加速冷却前の鋼板の温度偏差を制御し
ているため、鋼板内の引張強度、靱性等の材質均一性に
優れた加速冷却型鋼板を高生産性、高歩留りで安定して
製造することができる。
【図１】Si-Mn系490N/mm2級鋼板、板厚50mm材製造時の
水冷開始時の鋼板内部温度と引張特性(TS)との関係を示
す図である。
水冷開始時の鋼板内部温度と引張特性(TS)との関係を示
す図である。
【図２】圧延後の空冷による鋼板内部温度偏差制御効果
を示す図である。
を示す図である。
【図３】デスケーリング水冷による鋼板内部温度偏差制
御効果を示す図である。
御効果を示す図である。
Claims (3)
- 【請求項１】 C:0.05〜0.20％、 Si:0.05〜0.60％、M
n:1.0〜1.5 ％を含有し、残部Feおよび不可避的不純物
からなる鋼片を、鋼片の内部温度が 950〜1100℃の範囲
内である温度Ｔa に加熱し、再結晶温度域で圧下率30％
以上の粗圧延を行い、その後の仕上圧延または熱間矯正
により平坦に仕上げ、鋼板の内部温度がＡr3点＋30〜60
℃の範囲である温度から、 3℃/s以上の冷却速度で鋼板
の内部温度が 600℃以下になるまで水冷することを特徴
とする鋼板内の材質均一性に優れた加速冷却型鋼板の製
造方法。 - 【請求項２】 C:0.05〜0.20％、 Si:0.05〜0.60％、M
n:1.0〜1.5 ％を含有し、さらにNb:0.050％以下、V:0.1
0％以下、Ti:0.030％以下、 Cu:0.50％以下、Ni:0.50
％以下、 Cr:0.50％以下、Mo:0.50 ％以下の内から選ん
だ１種または２種以上を含有し、残部Feおよび不可避的
不純物からなる鋼片を、鋼片の内部温度が下記式で求ま
る範囲内の温度Ｔa に加熱し、再結晶温度域で圧下率30
％以上の粗圧延を行い、その後の仕上圧延または熱間矯
正により平坦に仕上げ、鋼板の内部温度がＡr3点＋30〜
60℃の範囲である温度から、 3℃/s以上の冷却速度で鋼
板の内部温度が 600℃以下になるまで水冷することを特
徴とする鋼板内の材質均一性に優れた加速冷却型鋼板の
製造方法。 Ｔs ≦Ｔa ≦Ｔs ＋150 (℃) Ｔs ＝−9100／｛log ［C 〔Nb-6.64(N-Ti/3.42)〕］−
3.7 ｝−273 ここで、Ｔs は加熱γ粒の粗大化温度またはNbC の固溶
温度 ただし、( ) 内が負の場合は、( ) 内の値は0 とする。
〔 〕内が0 または負の場合は、Ti含有鋼のＴs は1050
℃とする。 - 【請求項３】 水冷後、 550〜700 ℃の温度範囲で焼戻
しを行う請求項１または２記載の鋼板内の材質均一性に
優れた加速冷却型鋼板の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29683394A JPH08157949A (ja) | 1994-11-30 | 1994-11-30 | 鋼板内の材質均一性に優れた加速冷却型鋼板の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29683394A JPH08157949A (ja) | 1994-11-30 | 1994-11-30 | 鋼板内の材質均一性に優れた加速冷却型鋼板の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08157949A true JPH08157949A (ja) | 1996-06-18 |
Family
ID=17838752
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP29683394A Withdrawn JPH08157949A (ja) | 1994-11-30 | 1994-11-30 | 鋼板内の材質均一性に優れた加速冷却型鋼板の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08157949A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100544464B1 (ko) * | 2001-08-20 | 2006-01-24 | 주식회사 포스코 | 가속냉각강의 생산성 향상을 위한 제조방법 |
| CN114752855A (zh) * | 2022-04-12 | 2022-07-15 | 江阴兴澄特种钢铁有限公司 | 一种460MPa级经济性低屈强比低裂纹敏感性结构钢及其制造方法 |
-
1994
- 1994-11-30 JP JP29683394A patent/JPH08157949A/ja not_active Withdrawn
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100544464B1 (ko) * | 2001-08-20 | 2006-01-24 | 주식회사 포스코 | 가속냉각강의 생산성 향상을 위한 제조방법 |
| CN114752855A (zh) * | 2022-04-12 | 2022-07-15 | 江阴兴澄特种钢铁有限公司 | 一种460MPa级经济性低屈强比低裂纹敏感性结构钢及其制造方法 |
| CN114752855B (zh) * | 2022-04-12 | 2023-09-15 | 江阴兴澄特种钢铁有限公司 | 一种460MPa级经济性低屈强比低裂纹敏感性结构钢及其制造方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20020205 |