JPH08269537A - 液化アンモニア・タンク用高張力鋼板の製造方法 - Google Patents
液化アンモニア・タンク用高張力鋼板の製造方法Info
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- JPH08269537A JPH08269537A JP9942695A JP9942695A JPH08269537A JP H08269537 A JPH08269537 A JP H08269537A JP 9942695 A JP9942695 A JP 9942695A JP 9942695 A JP9942695 A JP 9942695A JP H08269537 A JPH08269537 A JP H08269537A
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- Japan
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 安価で、母材と合わせ材の密着性、耐環境助
長割れ性に優れた引張り強度700N/mm2 以上の液
化アンモニア・タンク用高張力鋼板を製造する。 【構成】 内層部が重量%で、C:0.07〜0.20
%、Si:0.03〜0.50%、Mn:0.10〜
1.8%、Cr:0.20〜1.0%、Mo:0.05
〜1.0%、Al:0.01〜0.10%、B:0.0
005〜0.0020%、N:0.0060%以下を含
有し、残部がFe及び不可避的不純物からなる鋼を母材
とし、表層部が重量%で、C:0.060%以下、S
i:0.01〜0.10%、Mn:0.10〜0.60
%、Al:0.005〜0.070%を含有し、残部が
Fe及び不可避的不純物からなる合わせ材で被覆した複
層鋳片を連続鋳造で製造する。この鋳片を室温まで冷却
後、1000〜1300℃に加熱し、熱間圧延を仕上げ
温度650〜1000℃で行った後、空冷又は水冷す
る。
長割れ性に優れた引張り強度700N/mm2 以上の液
化アンモニア・タンク用高張力鋼板を製造する。 【構成】 内層部が重量%で、C:0.07〜0.20
%、Si:0.03〜0.50%、Mn:0.10〜
1.8%、Cr:0.20〜1.0%、Mo:0.05
〜1.0%、Al:0.01〜0.10%、B:0.0
005〜0.0020%、N:0.0060%以下を含
有し、残部がFe及び不可避的不純物からなる鋼を母材
とし、表層部が重量%で、C:0.060%以下、S
i:0.01〜0.10%、Mn:0.10〜0.60
%、Al:0.005〜0.070%を含有し、残部が
Fe及び不可避的不純物からなる合わせ材で被覆した複
層鋳片を連続鋳造で製造する。この鋳片を室温まで冷却
後、1000〜1300℃に加熱し、熱間圧延を仕上げ
温度650〜1000℃で行った後、空冷又は水冷す
る。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、良好な耐環境助長割れ
性を有する引張り強度700N/mm2 以上の液化アン
モニア・タンク用高張力鋼板の製造方法に関するもので
ある。
性を有する引張り強度700N/mm2 以上の液化アン
モニア・タンク用高張力鋼板の製造方法に関するもので
ある。
【0002】
【従来の技術】液化アンモニア・タンク内面に発生する
鋼の環境助長割れは、1950年代に米国において初め
て農業用タンクに発見されたが、わが国においても貯蔵
用タンクに割れが発生し、問題となっている。液化アン
モニア環境中での鋼の割れについては、これまでいくつ
かの研究がなされ、割れ感受性について数多くの知見が
得られている。たとえば、環境因子の影響としては、酸
素、二酸化炭素の混入は割れ感受性を高め、0.1%以
上の水の添加、低温化は割れ防止に有効である。応力因
子の影響としては、負荷応力が高いほど割れやすく、溶
接後熱処理は割れ防止に有効である。材料因子の影響に
ついても研究がなされ、鋼が高強度・高硬度なほど、ま
た、Niが添加された場合に、割れ感受性が増大するこ
とが知られている。
鋼の環境助長割れは、1950年代に米国において初め
て農業用タンクに発見されたが、わが国においても貯蔵
用タンクに割れが発生し、問題となっている。液化アン
モニア環境中での鋼の割れについては、これまでいくつ
かの研究がなされ、割れ感受性について数多くの知見が
得られている。たとえば、環境因子の影響としては、酸
素、二酸化炭素の混入は割れ感受性を高め、0.1%以
上の水の添加、低温化は割れ防止に有効である。応力因
子の影響としては、負荷応力が高いほど割れやすく、溶
接後熱処理は割れ防止に有効である。材料因子の影響に
ついても研究がなされ、鋼が高強度・高硬度なほど、ま
た、Niが添加された場合に、割れ感受性が増大するこ
とが知られている。
【0003】一般に、タンクの製造には高張力鋼の使用
が有効であり、特にタンクの大型化を図る場合、その軽
量化のために高張力鋼の使用が望まれる。しかし、前記
のように鋼は高強度・高硬度ほど液化アンモニア環境中
割れ感受性が高まるため、そのままでは利用できなかっ
た。
が有効であり、特にタンクの大型化を図る場合、その軽
量化のために高張力鋼の使用が望まれる。しかし、前記
のように鋼は高強度・高硬度ほど液化アンモニア環境中
割れ感受性が高まるため、そのままでは利用できなかっ
た。
【0004】そこで、高張力鋼を使用しつつ割れ防止を
図る方法として、特公昭55−30062号公報には、
鋼材表面に表面脱炭などの軟化処理することが記載され
ているほか、特開昭57−139493号公報には、片
面に軟鋼層を有するクラッド鋼板を用い、溶接金属中
C、Si、Mnの上限値を規定した溶接によりタンクを
製造することが記載されている。このようなクラッド鋼
板の製造法には、圧延法、爆着法、鋳込み法、肉盛溶接
法、拡散法および溶射法がある。たとえば圧延法におい
ては、母材と合わせ材との密着性を確保するために密着
面の表面研磨、さらには加熱・圧延時における酸化を防
止するための4周溶接ならびに真空引きなどの配慮がス
ラブ組立て時に必要である。しかしながら、これらの作
業はコスト面に問題があり、また、密着面全体の密度性
の確保に問題があった。特開昭57−139493号公
報には、クラッド鋼板製造法として鋳込み法、肉盛溶接
法が例示されているが、これらの製造法は非常に手間が
かかり、特に大型鋼板を製造する場合、圧延法以上にコ
ストが高いため実用されている例は少なかった。
図る方法として、特公昭55−30062号公報には、
鋼材表面に表面脱炭などの軟化処理することが記載され
ているほか、特開昭57−139493号公報には、片
面に軟鋼層を有するクラッド鋼板を用い、溶接金属中
C、Si、Mnの上限値を規定した溶接によりタンクを
製造することが記載されている。このようなクラッド鋼
板の製造法には、圧延法、爆着法、鋳込み法、肉盛溶接
法、拡散法および溶射法がある。たとえば圧延法におい
ては、母材と合わせ材との密着性を確保するために密着
面の表面研磨、さらには加熱・圧延時における酸化を防
止するための4周溶接ならびに真空引きなどの配慮がス
ラブ組立て時に必要である。しかしながら、これらの作
業はコスト面に問題があり、また、密着面全体の密度性
の確保に問題があった。特開昭57−139493号公
報には、クラッド鋼板製造法として鋳込み法、肉盛溶接
法が例示されているが、これらの製造法は非常に手間が
かかり、特に大型鋼板を製造する場合、圧延法以上にコ
ストが高いため実用されている例は少なかった。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、従来のクラ
ッド鋼板に比べはるかに安価で、かつ、母材と合わせ材
の密着性に優れ、さらに耐環境助長割れ性に優れた引張
り強度700N/mm2以上の液化アンモニア・タンク
用高張力鋼板の製造方法を提供することを目的とする。
ッド鋼板に比べはるかに安価で、かつ、母材と合わせ材
の密着性に優れ、さらに耐環境助長割れ性に優れた引張
り強度700N/mm2以上の液化アンモニア・タンク
用高張力鋼板の製造方法を提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明の要旨は、内層部
が重量%で、C:0.07〜0.20%、Si:0.0
3〜0.50%、Mn:0.10〜1.8%、Cr:
0.20〜1.0%、Mo:0.05〜1.0%、A
l:0.01〜0.10%、B:0.0005〜0.0
020%、N:0.0060%以下を含有し、残部がF
e及び不可避的不純物からなる鋼を母材とし、表層部が
重量%で、C:0.060%以下、Si:0.01〜
0.10%、Mn:0.10〜0.60%、Al:0.
005〜0.070%を含有し、残部がFe及び不可避
的不純物からなる合わせ材で被覆した複層鋳片を連続鋳
造で製造し、室温まで冷却後、1000〜1300℃に
加熱し、次いで熱間圧延を仕上げ温度650〜1000
℃で行った後、空冷又は水冷することを特徴とする液化
アンモニア・タンク用高張力鋼板の製造方法である。
が重量%で、C:0.07〜0.20%、Si:0.0
3〜0.50%、Mn:0.10〜1.8%、Cr:
0.20〜1.0%、Mo:0.05〜1.0%、A
l:0.01〜0.10%、B:0.0005〜0.0
020%、N:0.0060%以下を含有し、残部がF
e及び不可避的不純物からなる鋼を母材とし、表層部が
重量%で、C:0.060%以下、Si:0.01〜
0.10%、Mn:0.10〜0.60%、Al:0.
005〜0.070%を含有し、残部がFe及び不可避
的不純物からなる合わせ材で被覆した複層鋳片を連続鋳
造で製造し、室温まで冷却後、1000〜1300℃に
加熱し、次いで熱間圧延を仕上げ温度650〜1000
℃で行った後、空冷又は水冷することを特徴とする液化
アンモニア・タンク用高張力鋼板の製造方法である。
【0007】
【作用】本発明は、表層を耐アンモニア割れ性に優れた
低炭素鋼とし、たとえば、強度、靱性、溶接性といった
溶接構造用高張力鋼として必要な諸特性は内層で有する
複層鋳片を連続鋳造で製造し、熱間圧延するものであ
る。なお、複層鋳片の連続鋳造法としては、たとえば特
開昭63−108947号公報記載のものが好ましい。
低炭素鋼とし、たとえば、強度、靱性、溶接性といった
溶接構造用高張力鋼として必要な諸特性は内層で有する
複層鋳片を連続鋳造で製造し、熱間圧延するものであ
る。なお、複層鋳片の連続鋳造法としては、たとえば特
開昭63−108947号公報記載のものが好ましい。
【0008】以下、本発明を詳細に説明する。
【0009】(1)母材(内層部)
【0010】C:Cは強度確保のために添加するが、
0.07%未満ではその効果が不足し、0.20%を越
えると鋼材の靱性と溶接性が劣化するので、0.07〜
0.20%とする。
0.07%未満ではその効果が不足し、0.20%を越
えると鋼材の靱性と溶接性が劣化するので、0.07〜
0.20%とする。
【0011】Si:Siは強度確保と脱酸のために0.
03%以上を必要とするが、0.50%を超えると靱性
が劣化するので、0.03〜0.50%とする。
03%以上を必要とするが、0.50%を超えると靱性
が劣化するので、0.03〜0.50%とする。
【0012】Mn:Mnは強度確保のために0.10%
は必要で、1.8%を超えると溶接性が劣化するので、
0.10〜1.8%とする。
は必要で、1.8%を超えると溶接性が劣化するので、
0.10〜1.8%とする。
【0013】Cr:Crは焼入れ性を確保するため0.
20%以上添加するが、1.0%を超えると溶接硬化性
が増大するので、0.20〜1.0%とする。
20%以上添加するが、1.0%を超えると溶接硬化性
が増大するので、0.20〜1.0%とする。
【0014】Mo:MoもCrと同様に焼入れ性を増加
させるため添加するが、0.05%未満では効果がな
く、また、1.0%を超えると溶接性、靱性が劣化する
ので、0.05〜1.0%とする。
させるため添加するが、0.05%未満では効果がな
く、また、1.0%を超えると溶接性、靱性が劣化する
ので、0.05〜1.0%とする。
【0015】Al:Alは焼入れ性向上に有効なBを確
保するため0.01%以上の添加が必要であるが、0.
10%を超えると介在物が増大するので、0.01〜
0.10%とする。
保するため0.01%以上の添加が必要であるが、0.
10%を超えると介在物が増大するので、0.01〜
0.10%とする。
【0016】B:Bは焼入れ性を向上させ、強度、靱性
確保に最も有効な元素であるが、0.0005%未満で
は効果がなく、0.0020%を超えると効果が飽和し
てかえって靱性を低下させるので、0.0005〜0.
0020%とする。
確保に最も有効な元素であるが、0.0005%未満で
は効果がなく、0.0020%を超えると効果が飽和し
てかえって靱性を低下させるので、0.0005〜0.
0020%とする。
【0017】N:Nは0.0060%以下にすることに
よりBによる焼入れ性向上効果が安定し、また0.00
60%を超えると溶接性が低下するので0.0060%
未満とするが、低ければ低いほど好ましい。
よりBによる焼入れ性向上効果が安定し、また0.00
60%を超えると溶接性が低下するので0.0060%
未満とするが、低ければ低いほど好ましい。
【0018】(2)合わせ材(表層部)
【0019】C:Cは鋼の硬度を高めるが、液化アンモ
ニア中環境助長割れ感受性は材料が高硬度であるほど高
くなるため、Cは低ければ低いほど好ましく、割れ感受
性が増大する0.060%を上限とする。
ニア中環境助長割れ感受性は材料が高硬度であるほど高
くなるため、Cは低ければ低いほど好ましく、割れ感受
性が増大する0.060%を上限とする。
【0020】Si:Siは脱酸のために0.01%以上
添加するが、0.10%を超えると溶接低温割れ性が増
大するので、0.01〜0.10%とする。
添加するが、0.10%を超えると溶接低温割れ性が増
大するので、0.01〜0.10%とする。
【0021】Mn:Mnは脱酸のために0.10%以上
添加するが、0.60%を超えると溶接熱影響部の硬度
が上昇し、液化アンモニア中環境助長割れ性が増大する
ので、0.10〜0.60%とする。
添加するが、0.60%を超えると溶接熱影響部の硬度
が上昇し、液化アンモニア中環境助長割れ性が増大する
ので、0.10〜0.60%とする。
【0022】Al:Alは通常脱酸元素として用いられ
ている0.005〜0.070%の範囲とする。
ている0.005〜0.070%の範囲とする。
【0023】(3)製造方法 特開昭63−108947号公報記載の方法で連続鋳造
により複層鋳片を製造し、室温まで冷却した後、該鋳片
に熱間圧延を施すため、従来の大型鋼板の製造方法とプ
ロセス的には相違がなく、クラッド鋼板製造時の準備工
程を施す必要がなく、量産、経済性の面で有利である。
により複層鋳片を製造し、室温まで冷却した後、該鋳片
に熱間圧延を施すため、従来の大型鋼板の製造方法とプ
ロセス的には相違がなく、クラッド鋼板製造時の準備工
程を施す必要がなく、量産、経済性の面で有利である。
【0024】以下に、熱間圧延以降の製造方法を限定す
る理由を述べる。
る理由を述べる。
【0025】まず、母材の靱性確保の点から初期オース
テナイト粒は細かい方が良く、このため加熱温度は低い
方が望ましい。加熱温度が1300℃を超えると、オー
ステナイト粒が粗大化して靱性を劣化させるので、上限
を1300℃とする。また、下限は合わせ材の溶体化の
点から1000℃以上にする。
テナイト粒は細かい方が良く、このため加熱温度は低い
方が望ましい。加熱温度が1300℃を超えると、オー
ステナイト粒が粗大化して靱性を劣化させるので、上限
を1300℃とする。また、下限は合わせ材の溶体化の
点から1000℃以上にする。
【0026】次に、仕上げ温度が650℃未満になる
と、母材のフェライト組織が加工を受け靱性が劣化し、
また、同時に母材と合わせ材の変形能の差が大きくな
り、圧延後の鋼板形状が不良となるので、下限は650
℃とする。一方、仕上げ温度が1000℃を超えると、
オーステナイト粒が粗大化し、靱性が劣化するため、上
限は1000℃とする。
と、母材のフェライト組織が加工を受け靱性が劣化し、
また、同時に母材と合わせ材の変形能の差が大きくな
り、圧延後の鋼板形状が不良となるので、下限は650
℃とする。一方、仕上げ温度が1000℃を超えると、
オーステナイト粒が粗大化し、靱性が劣化するため、上
限は1000℃とする。
【0027】圧延終了後の冷却に関しては、空冷あるい
は水冷(加速冷却)のいずれを採用しても良い。
は水冷(加速冷却)のいずれを採用しても良い。
【0028】
【実施例】表1に化学成分を示す12種類の複層鋳片を
特開昭63−108947号公報に記載された方法で製
造した。これらの複層鋳片を表2に示す熱処理・圧延条
件に従って熱間圧延し、鋼板を製造した。
特開昭63−108947号公報に記載された方法で製
造した。これらの複層鋳片を表2に示す熱処理・圧延条
件に従って熱間圧延し、鋼板を製造した。
【0029】このようにして製造した鋼板の母材部分か
ら試験片を切り出し、引張り試験及びシャルピー試験を
行った。試験結果も表2中に記載した。また、これらの
鋼板について、JIS D4303相当の軟鋼用低水素
系溶接棒を用い、入熱10kJ/cmでビード・オン・
プレートを作製した。これらから、溶接部が試験片の中
央になるように、表面部から厚さ3mm、幅10mm、
長さ115mmの短冊状試験片を採取し、液化アンモニ
ア中で4点曲げ試験に供した。試験片は、表層部のみを
被試験面とするため、他の面をすべてエポキシ樹脂によ
りコーティングした。これらの試験片に付加したたわみ
量は、母材部の降伏歪みの2倍とした。剛性枠に装着し
た試験片を25℃液化アンモニア中に浸漬し、環境助長
割れを促進するため白金電極に対して+2Vの電位を付
加した。2週間の試験後、試験片を剛性枠から取り外
し、未破断試験片は液体窒素で冷却した後強制破断さ
せ、割れ発生の有無と割れが板厚断面に占める面積率を
求めた。この結果も表2中に示した。
ら試験片を切り出し、引張り試験及びシャルピー試験を
行った。試験結果も表2中に記載した。また、これらの
鋼板について、JIS D4303相当の軟鋼用低水素
系溶接棒を用い、入熱10kJ/cmでビード・オン・
プレートを作製した。これらから、溶接部が試験片の中
央になるように、表面部から厚さ3mm、幅10mm、
長さ115mmの短冊状試験片を採取し、液化アンモニ
ア中で4点曲げ試験に供した。試験片は、表層部のみを
被試験面とするため、他の面をすべてエポキシ樹脂によ
りコーティングした。これらの試験片に付加したたわみ
量は、母材部の降伏歪みの2倍とした。剛性枠に装着し
た試験片を25℃液化アンモニア中に浸漬し、環境助長
割れを促進するため白金電極に対して+2Vの電位を付
加した。2週間の試験後、試験片を剛性枠から取り外
し、未破断試験片は液体窒素で冷却した後強制破断さ
せ、割れ発生の有無と割れが板厚断面に占める面積率を
求めた。この結果も表2中に示した。
【0030】表2から明らかな通り、本発明の製造方法
で製造した鋼板は引張り強度700N/mm2 以上であ
り、かつ破面遷移温度(vTrs)が−77℃以下と優
れた靱性を有し、さらに耐液化アンモニア環境助長割れ
性が比較例に比べいずれも優れていることがわかる。
で製造した鋼板は引張り強度700N/mm2 以上であ
り、かつ破面遷移温度(vTrs)が−77℃以下と優
れた靱性を有し、さらに耐液化アンモニア環境助長割れ
性が比較例に比べいずれも優れていることがわかる。
【0031】
【表1】
【0032】
【表2】
【0033】
【発明の効果】本発明により、従来に比べて安価な液化
アンモニア・タンク用高張力鋼板を製造できる。
アンモニア・タンク用高張力鋼板を製造できる。
Claims (1)
- 【請求項1】 内層部が重量%で、 C :0.07〜0.20%、 Si:0.03〜0.50%、 Mn:0.10〜1.8%、 Cr:0.20〜1.0%、 Mo:0.05〜1.0%、 Al:0.01〜0.10%、 B :0.0005〜0.0020%、 N :0.0060%以下を含有し、残部がFe及び不
可避的不純物からなる鋼を母材とし、表層部が重量%
で、 C :0.060%以下、 Si:0.01〜0.10%、 Mn:0.10〜0.60%、 Al:0.005〜0.070%を含有し、残部がFe
及び不可避的不純物からなる合わせ材で被覆した複層鋳
片を連続鋳造で製造し、室温まで冷却後、1000〜1
300℃に加熱し、次いで熱間圧延を仕上げ温度650
〜1000℃で行った後、空冷又は水冷することを特徴
とする液化アンモニア・タンク用高張力鋼板の製造方
法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP9942695A JPH08269537A (ja) | 1995-04-03 | 1995-04-03 | 液化アンモニア・タンク用高張力鋼板の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP9942695A JPH08269537A (ja) | 1995-04-03 | 1995-04-03 | 液化アンモニア・タンク用高張力鋼板の製造方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH08269537A true JPH08269537A (ja) | 1996-10-15 |
Family
ID=14247138
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP9942695A Withdrawn JPH08269537A (ja) | 1995-04-03 | 1995-04-03 | 液化アンモニア・タンク用高張力鋼板の製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH08269537A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN110819881A (zh) * | 2019-11-29 | 2020-02-21 | 攀钢集团攀枝花钢铁研究院有限公司 | 一种含氮高强钢32ab5的冶炼方法 |
WO2021100336A1 (ja) * | 2019-11-22 | 2021-05-27 | Jfeスチール株式会社 | 液体アンモニア輸送用及び貯蔵用鋼材、および、液体アンモニア輸送用及び貯蔵用鋼材の製造方法 |
WO2024101317A1 (ja) * | 2022-11-08 | 2024-05-16 | Jfeスチール株式会社 | クラッド鋼板およびその製造方法 |
-
1995
- 1995-04-03 JP JP9942695A patent/JPH08269537A/ja not_active Withdrawn
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2021100336A1 (ja) * | 2019-11-22 | 2021-05-27 | Jfeスチール株式会社 | 液体アンモニア輸送用及び貯蔵用鋼材、および、液体アンモニア輸送用及び貯蔵用鋼材の製造方法 |
JPWO2021100336A1 (ja) * | 2019-11-22 | 2021-05-27 | ||
CN110819881A (zh) * | 2019-11-29 | 2020-02-21 | 攀钢集团攀枝花钢铁研究院有限公司 | 一种含氮高强钢32ab5的冶炼方法 |
WO2024101317A1 (ja) * | 2022-11-08 | 2024-05-16 | Jfeスチール株式会社 | クラッド鋼板およびその製造方法 |
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