JPH08239738A - 延性の高い鋼と、その製造方法と、その利用 - Google Patents

延性の高い鋼と、その製造方法と、その利用

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JPH08239738A
JPH08239738A JP8037402A JP3740296A JPH08239738A JP H08239738 A JPH08239738 A JP H08239738A JP 8037402 A JP8037402 A JP 8037402A JP 3740296 A JP3740296 A JP 3740296A JP H08239738 A JPH08239738 A JP H08239738A
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JP
Japan
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steel
temperature
product
chemical composition
sec
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JP8037402A
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English (en)
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Jean Beguinot
ベギノ ジャン
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KURUZO LOIRE IND
Creusot Loire SA
Creusot Loire Industrie SA
Original Assignee
KURUZO LOIRE IND
Creusot Loire SA
Creusot Loire Industrie SA
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Publication date
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    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/40—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
    • C22C38/54—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with boron
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
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    • C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/40—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
    • C22C38/44—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with molybdenum or tungsten

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 引張り強度が高く、優れた延性を有し、溶接
性を有する厚さが８mm以上の工業的に製造可能な鋼。 【解決手段】 重量比率で0.15％≦C ≦ 0.35 ％、０％
≦Si≦３％、０％≦Al≦３％、 0.1％≦Mn≦ 4.5％、０
％≦Ni≦９％、０％≦Cr≦６％、０％≦Mo＋W/２≦３
％、０％≦V ≦ 0.5％、０％≦Nb≦ 0.5％、０％≦Zr≦
0.5％、N ≦ 0.3％の化学組成を有し、必要に応じてさ
らに0.0005〜0.005 ％のホウ素と、0.005 〜0.1 ％のチ
タニウムと、 0.2％以下のCa、Se、Te、BiおよびPbの中
から選択される少なくとも１種の元素とを含み、残部は
鉄と製錬に起因する不純物であり、上記化学組成は下記
の関係をさらに満足する鋼：１％≦Si＋Al≦３％、 4.6
× (％C)＋ 1.5×（％Mn）＋0.54× (％Ni）＋0.66×
（％Mo＋％W/2)＋ 0.5×（％Cr）＋Ｋ≧ 3.8〔ここで、
Ｋ＝0.5 (鋼がホウ素を含有するとき) Ｋ＝０ (鋼がホ
ウ素を含有しないとき) 〕。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は引張強度が高く、延
性に優れた溶接可能な鋼に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】耐磨耗性や耐局所衝撃性等の性能が要求
される装置を製造する場合には、マルテンサイトまたは
マルテンサイトベイナイト系組織を有する機械強度が高
い（引張り強度が 1,200 MPa以上) 焼入れ焼戻し低合金
鋼からなる厚さが８mm以上の鋼板が用いられている。こ
の鋼板で作られた装置は鋼の引張り強度が高いほど耐久
性が良くなるが、逆に破壊エネルギーも高くなる。この
破壊エネルギーは鋼の延性が高くなるにつれて大きくな
る。延性は引張り試験でのネッキング直前の伸びで求め
られる (均一伸び) 。一般に鋼板は溶接されるので、溶
接性を有していなければならない。マルテンサイトまた
はマルテンサイト−ベイナイト系の組織構造を有する焼
入れ焼戻し低合金鋼は引張り強度が高く、十分な溶接性
を有しているが、延性が極めて低いという欠点がある。
すなわち、引張り強度が 1,200 MPaを越えると、均一伸
びが５％以下に低下する。
【０００３】高い引張り強度と優れた伸びとを両立させ
る鋼としては、珪素を 0.5〜3 ％含み、オーステナイト
化またはインタークリティカル(traitment inter-criti
que)処理後に段階的焼入れ処理を行うものが提案されて
いるが、この鋼およびその熱処理には欠点がある。すな
わち、この鋼には溶接性がないか、引張り強度を充分高
くすることができないため、全特性を望ましいものとす
るためには鋼板の厚さを実質的に８mm以下に薄くする必
要がある。
【０００４】段階的焼入れ処理は、50℃／秒以上の冷却
速度で保持温度まで冷却し、この温度で等温保持し、最
後に室温まで冷却する方法で、薄い鋼板や小さいエンジ
ニアリング部品にはよく適している。しかし、厚い鋼
板、特に寸法の大きいものには全く不向きである。50℃
／秒以上の冷却速度で冷却することは鋼板の厚さが増す
ほど困難になり (これは伝熱の法則から明らかであり)
、鋼板の厚さが 15 mmを越えるともはや不可能であ
る。また、急冷−等温保持操作は一般に例えば塩浴を用
いて行われるが、この操作は小さなエンジニアリング部
品や熱間圧延機から出たコイル状の薄いストリップ等は
適していても、この操作を寸法の大きい厚い鋼板で行う
のは大変困難であり、コストが高くなる。
【０００５】インタークリティカル処理は降伏応力の極
めて高い鋼板の製造には不適当である。すなわち、この
処理では鋼をオーステナイト化開始温度と完全オーステ
ナイト化温度との中間の温度まで昇温させるが、焼入れ
し後にこの処理をすると、焼入れ組織と極めて柔かいフ
ェライト組織との混合物からなる混合組織になってしま
い、極端に柔かいフェライトの存在によって引張り強度
が大幅に低下する。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は上記問
題点を解決し、引張り強度が 1.200 MPa以上で、延性に
優れ、均一延びが５％以上である、厚さが８mm以上の溶
接可能な鋼板を工業的方法で製造するための溶接可能鋼
を提供することにある。
【０００７】
〔ここで、 Ｋ＝0.5 (鋼がホウ素を含有するとき) Ｋ＝０ (鋼がホウ素を含有しないとき) 〕
【０００８】
【発明の実施の形態】本発明の一実施例では、化学組成
が 0.005％≦Ti≦0.1 ％ 0.01 ％≦Al≦0.5 ％ 0.003％≦N ≦0.02％ であり、固体状態で、顕微鏡写真の断面図で１mm2 の面
積内で数えた粒径が 0.1μm 以上の窒化チタン析出物の
数は、窒化物として析出したチタンの総重量％の1000分
の４倍 (milliemes de ％) 以下である。
【０００９】本発明の鋼はクロムを 0.5〜３％、マンガ
ンを２％以下、モリブデン含有量＋タングステン含有量
の1/2 を 0.1〜２％含有するのが好ましい。珪素とアル
ミニウムの合計量は 1.5〜2.5 ％であり、炭素含有量は
0.2〜0.3％であるのだ好ましい。
【００１０】本発明鋼は、重量比率で下記： 0.20 ％≦C ≦ 0.24 ％ 0 ％≦Si≦ 2.5％ 0 ％≦Al≦ 2.5％ 1.2 ％≦Mn≦ 1.7％ 1.5 ％≦Ni≦ 2.5％ 0.5 ％≦Cr≦ 1.5％ 0.1 ％≦Mo＋W/2 ≦ 0.5％ の化学組成を有し、この化学組成はさらに下記関係を満
足するのが好ましい： 1.5％≦Si＋Al≦ 2.5％ 4.6×（％C)＋ 1.05 ×（％Mn）＋0.54×（％Ni）＋0.6
6×（％Mo＋％W/2)＋0.5 ×（％Cr）＋Ｋ≧ 3.8 〔ここで、 Ｋ＝0.5 (鋼がホウ素を含有するとき) Ｋ＝０ (鋼がホウ素を含有しないとき) 〕
【００１１】本発明はさらに延性に優れた耐久性の大き
な鋼製品の製造方法を提供する。本発明方法は、本発明
の鋼を作り、その鋼を鋳造し、半製品として固化させ、
半完成製品を熱間塑性変形して鋼製品とし、この鋼製品
を Ac3℃以上に加熱してオーステナイト化し、オーステ
ナイト化温度〜(Ms ＋150)℃の間の温度では冷却速度を
0.3℃／秒以上にし、(Ms ＋150)℃〜 (Ms−50) ℃の間
の滞留時間は５〜90分とし、室温までの冷却速度を 0.0
2 ℃／秒以上にする点に特徴がある。
【００１２】本発明方法の別の実施例では、本発明の鋼
を作り、その鋼を鋳造し、半製品として固化させ、この
半完成製品を 1,300℃以下の温度に加熱し、熱間塑性変
形して鋼製品とし、熱間塑性変形の最終温度を Ac3℃以
上とし、オーステナイト化温度〜(Ms ＋150)℃の間の温
度では冷却速度が 0.3℃／秒以上となり、(Ms ＋150)℃
〜 (Ms−50) ℃の間の滞留時間は５〜90分となり、室温
までの冷却速度は 0.02 ℃／秒以上となるように、室温
まで冷却する。いずれの方法でも、製品の室温までの冷
却は空冷で行うことができる。
【００１３】本発明はさらに、引張り強度が 1.200 MPa
以上で、均一伸びで測定される延性が５％以上である、
本発明方法で得られた厚さが８mm以上の厚い鋼製品に関
するものである。この鋼製品の組織の残留オーステナイ
ト含有率は５〜30％、好ましくは10〜20％であるのが好
ましい。鋼がチタニウムを含む場合にはその組織の30％
以上はベイナイトであるのが好ましい。
【００１４】本発明の鋼製品は耐磨耗性が要求される採
鉱装置や採石装置の製造または金属構造物や鋳造品の製
造に特に適している。以下、本発明を詳細に説明する
が、本発明は下記実施例に限定されるものではない。
【００１５】本発明の鋼は低合金または中合金組織の鋼
で、この鋼は適当な熱処理によってベイナイトおよび／
またはマルテンサイトと、炭素含有量の高い５〜30％、
好ましくは10〜20％のオーステナイトとで構成される混
合組織が得られる。発明者達は、この組織では例え低い
炭素含有量 (そうすることによって高い溶接性が得られ
る) でも焼入れ性(trempabilite)を良くする合金元素を
充分に含有していれば、極めて高い引張り強度と優れた
延性とを両立させ得るということを確認した。延性が大
きくなるのは鋼を塑性変形した時にオーステナイトがマ
ルテンサイトへ転移する不安定性が増すためである。ま
た、塑性変形で起きるオーステナイトからマルテンサイ
トへの転移で加工硬化(ecrouussage) 係数が変わり、そ
の結果引張り試験で測定される均一伸びが大きくなる。
この効果を大きくするには、組織のオーステナイト含有
率を５％以上、好ましくは10％以上に大きくする必要が
あるが、降伏限界を著しく下げないためにはこの含有率
は30％以下、好ましくは20％以下に維持しなければなら
ない。
【００１６】引張り強度を 1.200 MPa以上にするには、
鋼は炭素を 0.15 ％以上、好ましくは 0.2％以上含む必
要があるが、溶接性が損なわれないようにするために炭
素含有量は 0.35 ％以下、好ましくは 0.3％以下に維持
しなければならない。予想ささる用途での最適炭素含有
量は 0.2〜0.24％である。
【００１７】熱処理中のオーステナイトの炭素含有量増
大させるためには、鋼は珪素またはアルミニウムの中か
ら選択される少なくとも１つの元素を含む必要がある。
珪素とアルミニウムとの合計は１％以上、好ましくは
1.5以上にする必要がある。しかし、製錬を困難にしな
いためにこの合計は３％以下、好ましくは 2.5％以下に
維持しなければならない。従って、アルミニウムと珪素
の各含有量は０〜３％である。
【００１８】所望特性を有する鋼、特に８mm以上の厚さ
の鋼板を満足できる条件で製造するためには、鋼の焼入
れ性が十分で、適当な熱処理でオーステナイトと低含有
率のベイナイトまたはマルテンサイトとから成る組織を
得ることができ、しかも、フェライト粒子もフェライト
−パーライト粒子も含んではならない。そのためには鋼
はマンガン、ニッケル、クロム、モリブデン、タングス
テンまたはホウ素の中から選択される少なくとも１つの
元素を含む必要があり、その化学組成は下記の関係式を
満たす必要がある： 4.6 ×（％C)＋ 1.05 ×（％Mn）＋0.54×（％Ni）＋0.
66×（％Mo＋％W/2)＋0.5 ×（％Cr）＋Ｋ≧ 3.8 〔ここで、 Ｋ＝0.5 (鋼がホウ素を含有するとき) Ｋ＝０ (鋼がホウ素を含有しないとき) 〕
【００１９】マンガンは焼入れ性を大きく高めるもので
あり、また、高温での延性を高くするためには 0.1％以
上含まなければならない。しかし、オーステナイトを過
度に安定化させないためには 4.5％以下、好ましくは２
％以下に維持しなければならない。マンガン含有量は
1.2〜1.7 ％が好ましい。ニッケルは必須ではないが、
焼入れ性を増大させ、溶接性と低温靱性を良くする。し
かしこの元素は高価であり、含有量を高くし過ぎるとオ
ーステナイトが過度に安定化するので、９％以下に維持
しなければならない。ニッケルの含有量は1.5 〜2.5 ％
が好ましい。
【００２０】クロム、モリブデンおよびタングステンも
必須ではないが、これらの元素は焼入れ性を高め、特に
硬化性(durxissants) に優れたカーバイドが形成でき
る。クロムは６％を越えると本発明鋼に顕著な効果を示
さない。従って、最大含有量はこの値に制限される。ク
ロムの含有量は 0.5％以上かつ３％以下、好ましくは1.
5 ％以下であるのが好ましい。
【００２１】タングステンの効果は常にモリブデン含有
量の半分が有する効果に対応する。従って、これら２つ
の元素の場合には、モリブデン含有量とタングステン含
有量の半分との合計量を考慮する。この量が３％を越え
ると、本発明鋼に顕著な効果は得られないので、最大含
有量はこの値に制限される。これら２つの元素は必須で
はないが、モリブデン含有量とタングステン含有量の1/
2 との合計量は 0.1％以上にするのが好ましい。モリブ
デン含有量とタングステン含有量の1/2 との合計量は２
％以下、好ましくは 0.5％以下にするのが好ましい。
【００２２】鋼の他の特性を変えずに焼入れ化性を増大
させるには、0.0005〜0.005 ％のホウ素を添加すること
ができる。しかし、ホウ素は必須ではない。硬度をわず
かに上げるために、バナジウム、ニオビウムおよびジル
コニウムの中から選択される少なくとも１つの元素を添
加することもできる。これらの元素の各含有量は０〜0.
5 ％である。鋼は通常 0.2％以下の窒素を含んでいる
が、溶接性を損わずに硬化性をさらに追加するには、こ
の元素を 0.3％まで増やすのが好ましい。
【００２３】鋼の組織がベイナイトを３０以上含む場合
には、チタニウムを 0.005〜0.1 ％添加して鋼の強靱性
を高くすることができる。この添加を効果的にするに
は、鋼は 0.01 〜0.5 ％のアルミニウムと、 0.003〜0.
02％の窒素とを含む必要がある。なお、液体鋼中の大き
な窒化チタニウムの析出を無くすためにはチタニウムの
鋼への添加は少しずつ行わなければならない。
【００２４】そのためには、例えば脱酸されていない液
体鋼をスラグで覆い、スラグ中にチタニウムを添加し、
液体鋼中にアルミニウムを添加し、最後に不活性ガスを
用いて攪拌する。こうして得られる鋼は、固体状態で、
顕微鏡写真の断面図で１mm2の面積内で数えた 0.1μm
以上の粒径の窒化チタニウム析出物の数が、窒化チタニ
ウムとして析出したチタニウムの総重量％の 1000 分の
４倍以下になる。チタニウムがこの形で鋼中にあると、
組織は大幅に細かくなり、ベイナイト系が基礎組織とな
る。鋼組織が 30 ％以上のベイナイトを含んでいると弾
性転移温度を少なくとも30℃低下でき、室温での靱性を
大きくすることができる。
【００２５】強靱性あるいは機械加工性を向上させるた
めには、カルシウム、セレニウム、テルリウム、ビスマ
スおよび鉛の中から選択される少なくとも１つの元素を
0.2％以下の含有量で添加することができる。鋼の残部
化学組成は鉄と製錬に起因する不純物である。
【００２６】好しい実施例では、鋼は 0.2〜0.24％の炭
素と、1.5 〜2.5 ％の珪素＋アルミニウムと、 1.2〜1.
7 ％のマンガンと、1.5 〜2.5 ％のニッケルと、0.5 〜
1.5％のクロムと、0.1 〜0.5 ％のモリブデンとを含
み、必要に応じてさらに0.0005〜0.005 ％のホウ素と、
0.005 〜0.1 ％のチタニウムを含んでいる。
【００２７】この鋼を用いると、引張り強度が 1.200 M
Pa以上で、均一伸びが５％以上である厚さが８mm以上の
鋼製品を製造することができる。このための本発明方法
では液体の鋼を作り、鋳造し、固体化して半完成品と
し、それを例えば圧延、鍛造等の熱間塑性変形で成形
し、下記で構成される熱処理を施す（なお、Msはマルテ
ンサイト転移開始温度）： 1) 鋼の完全オーステナイト化温度Ac3 以上の温度でオ
ーステナイト化し、 2) オーステナイト化温度と (Ms＋150 ℃) 、好ましく
は (Ms＋100 ℃) との間のでは冷却速度が 0.3℃／秒以
上となり、(Ms ＋150 ℃) 、好ましくは (Ms＋100 ℃)
から (Ms−50℃) 、好ましくは Ms までの滞留時間は５
〜90分、好ましくは15〜50分となるように、室温まで冷
却する 室温までの冷却はマルテンサイトが過度に柔化しないよ
うにするために、冷却速度を 0.2℃／秒以上にしなけれ
ばならない。
【００２８】この熱処理によってわずかに柔化されたマ
ルテンサイトおよび／または少量のベイナイトと、炭素
を豊富に含んだ５〜30％の残留オーステナイトとから成
る組織が生じる。特に、 Ms 付近での転移を緩やかに行
うことによってオーステナイトの炭素含有量を大きくす
ることができる。従って、転移は長く行わなければなら
ないが、組織の柔化が過度になるほど長くしてはならな
い。
【００２９】熱処理は熱間塑性変形した後の高温下で
も、この成形の後でもよい。熱間塑性変形後の高温下に
熱処理を行う場合には、塑性変形の前に半完成品をAc3
以上で且つオーステナイト系粒子が粗くなり過ぎないよ
うに 1,300℃以下の温度に再加熱し、塑性変形（例えば
圧延）はフェライトーパーライト系転移が開始しないよ
うにAc3 以上の温度で終えるのが好ましい。
【００３０】いずれにせよ、 Ms 付近までの温度への冷
却は例えば水噴霧で 0.3℃／秒以上の大きい冷却速度で
行うのが効果的である。 Ms 付近を緩やかに通過するに
は空冷することができ、そのまま空気中で放置して室温
まで冷却することができる。しかし、 Ms 付近での緩や
かな通過の後の室温までの冷却は組織が自己焼戻ししな
いようにするために水冷で行うのが好ましい。
【００３１】鋼製品の寸法が大きい場合、特に製品が 3
0mm 以上の厚さを有する鋼板の場合には、 Ms 付近まで
の冷却、 Ms 付近の緩やかな通過および室温までの冷却
は空冷で直接行うことができる。厚さが 30 mm以下の薄
い鋼板の場合には何枚かを重ねて、厚いパケットにして
空冷処理することができる。熱間塑性変形で成形し、そ
れを室温まで戻した後で熱処理する場合には、製品をAc
3 以上の温度に加熱して完全オーステナイト化を行い、
次いで、製品が成形後の高温下にあるときの熱処理や、
通常の熱サイクルを行うのに適した任意の方法で冷却す
ることができる。
【００３２】
【実施例】実施例として、厚さ 20 mmの鋼板を本発明の
鋼Ａ、鋼Ｃで製造し、従来法の鋼Ｂと比較した。各合金
の化学組成は重量％の1000倍で表して以下の通りであ
る： Ｃ Si Al Mn Ni Cr Mo B Ti Ａ 215 2050 65 1430 2044 1020 210 2.7 0 Ｂ 252 395 67 1570 660 1615 207 2.9 0 Ｃ 219 1994 27 1447 2020 1008 203 2.6 23 鋼Ｃのチタニウムは本発明方法で入れた。
【００３３】各鋼板の熱処理では、900 ℃で30分間のオ
ーステナイト化を行った後に以下の処理を行った： 1) 本発明の鋼Ａの第１実施例では、２枚の重ねた鋼板
（全体では40mmの厚さ)を空冷した。 2) 本発明の鋼Ａの第２実施例では、鋼板を 338℃ (Ms
＋20℃)Cで20分間維持した後、室温まで空冷した。 3) 本発明の鋼Ｃの第１実施例では、２枚の重ねた鋼板
（全体では40mmの厚さ)を空冷した。 4) 従来法の鋼Ｂは鋼板を空冷した。 得られた機械特性は以下の通り：
【００３４】 Rm Re 伸び Kcv オーステナイト Mpa Mpa 均一 全体 J/cm2 残留％ Ａ 本発明 1487 769 8.7％ 16.5％ 45 12 ％ Ａ 本発明 1442 743 9.5％ 17.7％ 49 13 ％ Ｂ 従来例 1492 1045 3.2％ 9.9％ 61 3.5 ％ Ｃ 本発明 1483 775 8.9％ 16.5％ 74 12 ％
【００３５】さらに、本発明の鋼Ｄ、鋼Ｆと、比較のた
めの従来法の鋼Ｅ、鋼Ｇから厚さ20mmの鋼板を製造し
た。各鋼板の化学組成は重量％の1000倍で表して以下の
通り：
【００３６】 Ｃ Si Al Mn Ni Cr Mo B Ｄ 303 880 1050 195 4110 559 175 0 Ｅ 357 380 27 1450 1546 685 223 0 Ｆ 152 928 954 1475 2536 1047 215 2.8 Ｇ 182 351 23 1492 254 1717 176 0 鋼Ｄ、鋼Ｅ、鋼Ｇから作った鋼板は900 ℃で 30 分間オ
ーステナイト化した後以下の熱処理をした：
【００３７】1) 鋼Ｄに対しては厚さ20 mm に２枚重ね
た広範を空冷した。 2) 鋼Ｅ、鋼Ｇに対しては厚さ 20mm の１枚のシートを
空冷した。 鋼Ｆはチタニウムを本発明方法で入れて、厚さ 40mm の
鋼板とし、圧延後の高温状態で処理した。インゴットを
1200 ℃まで加熱した後に圧延した。圧延の最後の温度
は 950℃以上であった。圧延後、空冷した。得られた機
械的特性は以下の通り：
【００３８】 Rm Re 伸び Mpa Mpa 均一 全体 Ｄ 本発明 1945 997 5.8％ 12.1％ Ｅ 従来例 1930 1490 1.8％ 7.4％ Ｆ 本発明 1259 645 10.1％ 18.1％ Ｇ 従来例 1262 951 4.1％ 11.9％
【００３９】以上の実施例から本発明によって延性が大
きくなり、チタニウムによる強靱性の効果も向上するこ
とが分かる（実施例Ｃ）。また、引張り強度に代わりは
ないが、本発明の鋼は従来法の鋼に比べて均一伸びが
2.5倍以上になることが分かる。
【００４０】鋼Ａで作った鋼板については 104/ 秒の速
度で動的圧縮変形試験も行った。その結果、ひずみ硬化
(consolidation) は従来例と変化ないが、静的硬度(sta
tichardness）は従来法の 500Hbに対して本発明では 40
0HBにしかならないということが分かる。
【００４１】本発明の鋼は極めて高い機械的強度と、特
に優れた延性を有するので、下記製品の製造に特に適し
ている： 1) 鉱工業（特に採鉱、採石およびセメント加工業）や
土木工事で使用される例えば掘削、破砕、研磨、ふるい
分け、ショベル作業、地ならし作業または運搬作業装置
の歯、シート、刃、スクレーパー、板ふるい、ハンマー
等の耐磨耗性が要求される部品 2) 強い衝撃や集中的に大きなエネルギーの衝撃を受け
る鋼板 3) かなり大きな冷間鍛造が施されおよび／または使用
中の安全性が高度に要求され、Re／Rm比が低く、ネッキ
ング前の変形性が高いことが要求される例えば圧力容
器、金属フレームおよびクレーンジブ、一般的には冷間
または常温絞り加工や深絞り加工を受ける強靱な製品等
の金属構造物用の部品や金属板で作られた製品。 これらの製品の厚さは８mm以上である。

Claims (13)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 重量比率で下記： 0.15％≦C ≦ 0.35 ％ ０％≦Si≦３％ ０％≦Al≦３％ 0.1％≦Mn≦ 4.5％ ０％≦Ni≦９％ ０％≦Cr≦６％ ０％≦Mo＋W/２≦３％ ０％≦V ≦ 0.5％ ０％≦Nb≦ 0.5％ ０％≦Zr≦ 0.5％ N ≦ 0.3％ の化学組成を有し、必要に応じてさらに、0.0005〜0.00
    5 ％のホウ素と、0.005〜0.1 ％のチタニウムと、 0.2
    ％以下のCa、Se、Te、BiおよびPbの中から選択される少
    なくとも１種の元素とを含み、残部は鉄と製錬に起因す
    る不純物であり、上記化学組成は下記の関係をさらに満
    足することを特徴とする鋼： １％≦Si＋Al≦３％ 4.6× (％C)＋ 1.5×（％Mn）＋0.54× (％Ni）＋0.66
    ×（％Mo＋％W/2)＋ 0.5×（％Cr）＋Ｋ≧ 3.8 〔ここで、 Ｋ＝0.5 (鋼がホウ素を含有するとき) Ｋ＝０ (鋼がホウ素を含有しないとき) 〕
  2. 【請求項２】 0.005 ％≦Ti≦0.1 ％ 0.01 ％≦Al≦0.5 ％ 0.003％≦N ≦0.02％ で且つ固体状態で顕微鏡写真の断面図で１mm2 の面積内
    で数えた粒径が 0.1μm以上の窒化チタン析出物の数
    が、窒化物として析出したチタンの総重量％の1000分の
    ４倍以下である請求項１に記載の鋼。
  3. 【請求項３】 0.5 ％≦Cr≦３％ 0.1 ％≦Mo＋W/2 ≦２％ Mn≦２％ である請求項１または請求項２に記載の鋼。
  4. 【請求項４】 1.5 ％≦Si＋Al≦ 2.5％ である請求項１〜３のいずれか一項に記載の鋼。
  5. 【請求項５】 0.2 ％≦C ≦ 0.3％ である請求項１〜４のいずれか一項に記載の鋼。
  6. 【請求項６】 重量比率で下記： 0.20 ％≦C ≦ 0.24 ％ 0 ％≦Si≦ 2.5％ 0 ％≦Al≦ 2.5％ 1.2 ％≦Mn≦ 1.7％ 1.5 ％≦Ni≦ 2.5％ 0.5 ％≦Cr≦ 1.5％ 0.1 ％≦Mo＋W/2 ≦ 0.5％ の化学組成を有し、この化学組成はさらに下記関係を満
    足することを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に
    記載の鋼： 1.5％≦Si＋Al≦ 2.5％ 4.6×（％C)＋ 1.05 ×（％Mn）＋0.54×（％Ni）＋0.6
    6×（％Mo＋％W/2)＋0.5 ×（％Cr）＋Ｋ≧ 3.8 〔ここで、 Ｋ＝0.5 (鋼がホウ素を含有するとき) Ｋ＝０ (鋼がホウ素を含有しないとき) 〕
  7. 【請求項７】 請求項１〜６のいずれか一項に記載の鋼
    を作り、その鋼を鋳造し、半製品として固化させ、半完
    成製品を熱間塑性変形して鋼製品とし、この鋼製品を A
    c3℃以上に加熱してオーステナイト化し、オーステナイ
    ト化温度〜(Ms＋150)℃の間の温度では冷却速度を 0.3
    ℃／秒以上にし、(Ms ＋150)℃〜 (Ms−50) ℃の間の滞
    留時間は５〜90分とし、室温までの冷却速度を 0.02 ℃
    ／秒以上にすることを特徴とする延性に優れた耐久性の
    大きな鋼製品の製造方法。
  8. 【請求項８】 請求項１〜６のいずれか一項に記載の鋼
    を作り、その鋼を鋳造し、半製品として固化させ、この
    半完成製品を 1,300℃以下の温度に加熱し、熱間塑性変
    形して鋼製品とし、熱間塑性変形の最終温度を Ac3℃以
    上とし、オーステナイト化温度〜(Ms ＋150) ℃の間の
    温度では冷却速度が 0.3℃／秒以上となり、(Ms ＋150)
    ℃〜 (Ms−50) ℃の間の滞留時間は５〜90分となり、室
    温までの冷却速度は 0.02 ℃／秒以上となるように、室
    温まで冷却することを特徴とする延性に優れた耐久性の
    大きな鋼製品の製造方法。
  9. 【請求項９】 オーステナイト化温度から室温までの冷
    却を空冷で行う請求項７または請求項８に記載の方法。
  10. 【請求項１０】 引張り強度が 1.200 MPa以上で、均一
    伸びで測定した延性が５％以上である請求項７〜９いず
    れか一項に記載の方法で得られる鋼製品。
  11. 【請求項１１】 組織が 30 ％以上のベイナイトを含む
    請求項10に記載の鋼製品。
  12. 【請求項１２】 厚さが８mm以上である請求項10または
    11に記載の鋼製品。
  13. 【請求項１３】 請求項１から６いずれか一項に記載の
    鋼の、耐磨耗性が要求される鉱工業用設備または土木工
    事用設備の製造または金属構造物または鋳物の製造への
    利用。
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