JPH08260092A - 微細酸化物を分散した鋼材 - Google Patents

微細酸化物を分散した鋼材

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JPH08260092A
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裕規 後藤
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 組成制御された微小な酸化物を鋼材中に分散
させ、中心偏析部において有害なＭｎＳの生成を抑制
し、耐水素誘起割れ特性、耐硫化物応力腐食割れ特性の
優れた鋼材を提供する。 【構成】 粒子径が０．５〜５μｍ、組成が０．７≦
（％ＣａＯ）／（％Ａｌ2Ｏ3 ）≦２．０、ＣａＯ＋Ａ
ｌ2 Ｏ3 ≧８０％を、満足する酸化物を鋼中に１mm2 当
たり１０〜５０個分散させたＣ≦０．２０％、Ｓ≦０．
００３％の鋼材。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、Ｓ含有量が限定され
た、低炭素鋼であり、主たる用途は厚板またはパイプと
しての微細酸化物を分散した鋼材に関する。
【０００２】
【従来の技術】海洋構造物、船舶、ラインパイプ等の高
級鋼に要求される材質特性は今日、益々厳しくなってい
る。特に耐水素誘起割れ特性、耐硫化物応力腐食割れ特
性ならびに溶接部における低温靭性の抜本的改善が望ま
れる。連続鋳造の凝固末期において溶質元素が濃化し、
凝固後のこの組織は脆弱な硬化組織を形成するととも
に、割れの起点となるＭｎＳ硫化物が生成する。
【０００３】耐水素誘起割れ特性、耐硫化物応力腐食割
れ特性を満足するためには、溶鋼中のＳを低減すること
が必要であり、効率的に脱Ｓを行なうためにスラグ組成
を制御することが有効であることが、特開昭６３−１９
３２０号公報に開示されている。しかしながら、溶鋼中
のＳを充分に低減しても、鋳片の中心偏析帯では、Ｓ，
Ｍｎの濃化が著しく、有害介在物であるＭｎＳが容易に
生成する条件となる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】かくして本発明の目的
は、低Ｓ鋼を溶製するに当たり、鋳片中心部に生成する
有害なＭｎＳの生成を抑制することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】すなわち上記目的を達成
するために本発明は、粒子径が０．５〜５μｍ、組成が
０．７≦（％ＣａＯ）／（％Ａｌ2 Ｏ3 ）≦２．０、Ｃ
ａＯ＋Ａｌ2 Ｏ3 ≧８０％を、満足する酸化物を、鋼中
に１mm2 当たり１０〜５０個分散させたＣ≦０．２０
％、Ｓ≦０．００３％を含有することを特徴とする微細
酸化物を分散した鋼材である。
【０００６】以下に本発明を詳細に説明する。ＭｎＳの
生成を低減させるためには、低Ｓ化処理が必要であり、
通常の脱硫処理が工業的に比較的容易に達成されるＳ≦
０．００３％の低Ｓ鋼を対象とする。この鋼において、
数μｍ程度の微小な酸化物を中心偏析部に相当する鋳片
位置に分散させ凝固中に酸化物による脱硫反応を進め、
鋼中のＳを酸化物に吸収させることが有効である。
【０００７】この場合、酸化物の組成が重要である。Ｃ
ａＯは塩基性成分であり脱硫能が優れているが、ＣａＯ
酸化物の溶融温度は２６００℃であり、鋼が凝固する約
１５００〜１５５０℃の範囲において固体であり、反応
性が著しく低い。したがって、酸化物の組成を制御し凝
固温度において低融点酸化物に組成制御する必要があ
る。
【０００８】そのためには、酸化物を複合化することが
有効であり、最も経済的に行なう方法として一つはＡｌ
脱酸時に生成するＡｌ2 Ｏ3 を利用することである。つ
まり、酸化物をＣａＯ−Ａｌ2 Ｏ3 に組成制御すること
である。図１に示すとおり、Ａｌ2 Ｏ3 濃度が増加する
と溶融温度は低下し酸化物相中の液体酸化物の割合が増
加し、ＣａＯ／Ａｌ2 Ｏ3 ≦２となると低融点組成とな
る。
【０００９】しかし、図２に示すとおりＡｌ2 Ｏ3 濃度
の増加に伴い脱硫能が低下するが、特に６０％以上（Ｃ
ａＯ／Ａｌ2 Ｏ3 ＜０．７）とすると脱硫能が低下す
る。したがって、０．７≦ＣａＯ／Ａｌ2 Ｏ3 ≦２に制
限される。なお、酸化物は、ＣａＯ，Ａｌ2 Ｏ3 以外の
ＳｉＯ2 ，ＭｎＯ等の成分が含有されるが、ＣａＯ，Ａ
ｌ2 Ｏ3 を主体に組成制御を行なうためには、少なくと
もＣａＯ，Ａｌ2 Ｏ3 以外の成分を低減する必要があ
り、ＣａＯ＋Ａｌ2 Ｏ3 ≧８０％とする必要がある。
【００１０】この脱硫反応のサイトである酸化物の個数
において適切な範囲が存在する。酸化物個数が１０個／
mm2 より少ないと、Ｓと反応し吸収するサイトが不足す
る。また、酸化物個数が５０個／mm2 より多くなると、
この酸化物個数の増加に伴い割れの発生起点となる材質
上有害な１００μｍ以上の大きさの酸化物の発生頻度が
増加する。したがって、酸化物の個数は、１０〜５０個
／mm2 と限定される。
【００１１】酸化物の粒径分布を図３に示すが、粒径が
０．５〜５μｍの酸化物個数が全体の９５％を占め、こ
の大きさの酸化物のみを対象とすることにより、酸化物
による反応制御が充分である。したがって、酸化物粒径
は０．５〜５μｍに限定される。なお、本発明において
対象とする鋼材の炭素濃度は、靭性、溶接性の観点か
ら、Ｃ≦０．２０％の低炭素鋼を対象とする。
【００１２】
【実施例】以下に、本発明の実施例を示す。酸化物の組
成と個数を変化させた鋼材において材質特性を支配する
中心部におけるＭｎＳの生成状況と１００μｍ以上の粗
大酸化物の生成状況を表１に示す。
【００１３】
【表１】
【００１４】本発明である表１の，，において
は、中心偏析部においてＭｎＳの生成が認められず、ま
た、１００μｍ以上の大型介在物も少なく清浄鋼が製造
された。
【００１５】
【発明の効果】ＣａＯとＡｌ2 Ｏ3 の組成が制御された
微小な酸化物を鋼中に分散することにより、中心偏析が
低減され、かつ、有害介在物であるＭｎＳが生成しない
鋼材を安定に製造できた。
【図面の簡単な説明】
【図１】酸化物組成と液相率の関係を示す図。
【図２】酸化物組成と脱硫能の関係を示す図。
【図３】酸化物の粒径分布を示す図。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 粒子径が０．５〜５μｍ、組成が０．７
    ≦（％ＣａＯ）／（％Ａｌ2 Ｏ3 ）≦２．０（％は質量
    ％、以下同じ）、ＣａＯ＋Ａｌ2 Ｏ3 ≧８０％を、満足
    する酸化物を、鋼中に１mm2 当たり１０〜５０個分散さ
    せたＣ≦０．２０％、Ｓ≦０．００３％を含有すること
    を特徴とする微細酸化物を分散した鋼材。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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EP0984072A1 (en) * 1998-09-02 2000-03-08 Japan as represented by Director General of National Research Institute for Metals Oxide dispersion steel
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