JPH0860241A - 強度、靭性に優れた構造用厚鋼板の製造法 - Google Patents
強度、靭性に優れた構造用厚鋼板の製造法Info
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- JPH0860241A JPH0860241A JP19068294A JP19068294A JPH0860241A JP H0860241 A JPH0860241 A JP H0860241A JP 19068294 A JP19068294 A JP 19068294A JP 19068294 A JP19068294 A JP 19068294A JP H0860241 A JPH0860241 A JP H0860241A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 良好な強度、靭性を有する構造用厚鋼板を経
済的に、かつ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
制御冷却を行い、フェライト域で適度な圧延を行い、強
度、靭性に優れた厚鋼板を経済的にかつ生産性よく製造
する。 【効果】 強度、靭性に優れた構造用厚鋼板を高い生産
性のもとで円滑に安定して製造する。
済的に、かつ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
制御冷却を行い、フェライト域で適度な圧延を行い、強
度、靭性に優れた厚鋼板を経済的にかつ生産性よく製造
する。 【効果】 強度、靭性に優れた構造用厚鋼板を高い生産
性のもとで円滑に安定して製造する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、熱間圧延を比較的低温
である未再結晶域で行う制御圧延を必要とせず、オース
テナイト域で適正な圧延を施し、フェライト域での加工
前の組織を微細化させ、フェライト域での加工を行うこ
とにより、靭性を大きく劣化させることなく、強度を向
上させて、合金省略等を図ることにより、所望の強度、
靭性を有する構造用厚鋼板を経済的にかつ生産性よく製
造する方法に関するものである。
である未再結晶域で行う制御圧延を必要とせず、オース
テナイト域で適正な圧延を施し、フェライト域での加工
前の組織を微細化させ、フェライト域での加工を行うこ
とにより、靭性を大きく劣化させることなく、強度を向
上させて、合金省略等を図ることにより、所望の強度、
靭性を有する構造用厚鋼板を経済的にかつ生産性よく製
造する方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、厚鋼板の使用環境の厳格化に伴
い、要求される靭性も厳しくなっている。これらの要求
に対応するために制御圧延やその後の制御冷却との組合
せ技術が開発されてきた。例えば、従来の水冷型高張力
鋼の製造方法の一つに、特開昭５４−７１７１４号公報
に記載のように、鋳片を加熱後圧延し、未再結晶域で３
０％以上の圧延を行った後、Ａｒ3 以上の温度から３℃
／秒以上の冷却速度で５００℃以上６５０℃以下の温度
まで冷却し、優れた強度、靭性を得る方法がある。かか
る製造方法では、優れた靭性を得るために熱間圧延を比
較的低温である未再結晶域で行う、いわゆる制御圧延が
必須条件となっており、鋼板の温度が適正な８００℃程
度の温度範囲まで低下するのを待って圧延を終了せしめ
るので、通常の圧延に比べ著しく圧延能率を低下させる
という欠点を有している。
い、要求される靭性も厳しくなっている。これらの要求
に対応するために制御圧延やその後の制御冷却との組合
せ技術が開発されてきた。例えば、従来の水冷型高張力
鋼の製造方法の一つに、特開昭５４−７１７１４号公報
に記載のように、鋳片を加熱後圧延し、未再結晶域で３
０％以上の圧延を行った後、Ａｒ3 以上の温度から３℃
／秒以上の冷却速度で５００℃以上６５０℃以下の温度
まで冷却し、優れた強度、靭性を得る方法がある。かか
る製造方法では、優れた靭性を得るために熱間圧延を比
較的低温である未再結晶域で行う、いわゆる制御圧延が
必須条件となっており、鋼板の温度が適正な８００℃程
度の温度範囲まで低下するのを待って圧延を終了せしめ
るので、通常の圧延に比べ著しく圧延能率を低下させる
という欠点を有している。
【０００３】これに対し、特開昭５５−２８３１８号公
報に示されているように、Ｃの上限範囲を重量％で0.09
％とした鋼を、通常の熱間圧延後３０℃／秒以上の冷却
速度で５００℃以下まで冷却する溶接性の優れた５０キ
ロ級の高張力鋼の製造方法がある。この方法では、圧延
能率の低下は避けられるものの、靭性を向上させるため
にＣの上限を重量％で0.09％に制限している。かかる低
Ｃ成分では、強度を確保するためには３０℃／秒以上の
冷却速度で５００℃以下まで冷却することを必須条件と
している。
報に示されているように、Ｃの上限範囲を重量％で0.09
％とした鋼を、通常の熱間圧延後３０℃／秒以上の冷却
速度で５００℃以下まで冷却する溶接性の優れた５０キ
ロ級の高張力鋼の製造方法がある。この方法では、圧延
能率の低下は避けられるものの、靭性を向上させるため
にＣの上限を重量％で0.09％に制限している。かかる低
Ｃ成分では、強度を確保するためには３０℃／秒以上の
冷却速度で５００℃以下まで冷却することを必須条件と
している。
【０００４】また、特開昭５５−１１５９２２号公報に
示されているように、Ｃの上限を重量％で0.09％とし、
更に重量％で 0.5％以下のＣｕ、0.50％以下のＮｉ、
0.3％以下のＣｒ、 0.3％以下のＭｏ、 0.1％以下の
Ｖ、 0.1％以下のＴｉを１種又は２種以上含有する鋼
を、通常の熱間圧延後６００℃以下まで冷却する溶接性
の優れた５０kg／mm2 以上の高張力鋼の製造方法があ
る。この方法では、圧延能率の低下は避けられるもの
の、低Ｃ成分では５０kg／mm2 以上の強度を得るため
に、コストの高い合金元素を含有することを必須として
おり、合金コスト削減上の制約を有する欠点がある。
示されているように、Ｃの上限を重量％で0.09％とし、
更に重量％で 0.5％以下のＣｕ、0.50％以下のＮｉ、
0.3％以下のＣｒ、 0.3％以下のＭｏ、 0.1％以下の
Ｖ、 0.1％以下のＴｉを１種又は２種以上含有する鋼
を、通常の熱間圧延後６００℃以下まで冷却する溶接性
の優れた５０kg／mm2 以上の高張力鋼の製造方法があ
る。この方法では、圧延能率の低下は避けられるもの
の、低Ｃ成分では５０kg／mm2 以上の強度を得るため
に、コストの高い合金元素を含有することを必須として
おり、合金コスト削減上の制約を有する欠点がある。
【０００５】更に、高張力鋼においても圧延温度域がオ
ーステナイトの低温域からフェライトとオーステナイト
域の２相域へと進展し、フェライトの加工硬化により高
張力化を達成することが行われている。ところが、この
ようなオーステナイト、フェライト２相域による高張力
化を利用して大幅な強度上昇を得るには極度な低温域圧
延が必須となる。そのために操業上の問題として圧延の
後段において変形抵抗の上昇や予測精度の劣化のため
に、予定した圧延パスが予定通りとれないことになり、
圧延形状の不良や圧延能率の急激な低下があり、実質的
なメリットが少ない。
ーステナイトの低温域からフェライトとオーステナイト
域の２相域へと進展し、フェライトの加工硬化により高
張力化を達成することが行われている。ところが、この
ようなオーステナイト、フェライト２相域による高張力
化を利用して大幅な強度上昇を得るには極度な低温域圧
延が必須となる。そのために操業上の問題として圧延の
後段において変形抵抗の上昇や予測精度の劣化のため
に、予定した圧延パスが予定通りとれないことになり、
圧延形状の不良や圧延能率の急激な低下があり、実質的
なメリットが少ない。
【０００６】また、前記した２相域圧延の問題点を解消
する方法として特開昭５８−１４４４１９号公報記載の
方法がある。すなわち未再結晶域で３０％以上の圧延
後、フェライトとオーステナイト域で加工することな
く、α域で圧下を加える方法である。しかしながら、こ
の方法でも実質的に未再結晶域での圧延を必須としてお
り、圧延能率の低下が避けられず、大幅なコスト上昇を
招く。
する方法として特開昭５８−１４４４１９号公報記載の
方法がある。すなわち未再結晶域で３０％以上の圧延
後、フェライトとオーステナイト域で加工することな
く、α域で圧下を加える方法である。しかしながら、こ
の方法でも実質的に未再結晶域での圧延を必須としてお
り、圧延能率の低下が避けられず、大幅なコスト上昇を
招く。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上記した従来
の製造方法の欠点を解消して、圧延能率を低下させず
に、合金を省略して強度、靭性の優れた構造用厚鋼板を
生産性よく、かつ経済的に製造する方法を提供すること
を課題とするものである。
の製造方法の欠点を解消して、圧延能率を低下させず
に、合金を省略して強度、靭性の優れた構造用厚鋼板を
生産性よく、かつ経済的に製造する方法を提供すること
を課題とするものである。
【０００８】
【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） 重量％で、Ｃ：０．０４〜０．２０％、Ｓｉ：
０．０３〜１．００％、Ｍｎ：０．３０〜２．００％、
Ａｌ：０．００５〜０．１０％、Ｎ：０．００１〜０．
０１％、を含有し、残部がＦｅ及び不可避的成分からな
り、凝固後Ａｃ3 以上に加熱した構造用鋼の鋳片を用
い、再結晶域で板厚中心部での圧延中の最大静水圧応力
が１２kg／mm2 以上であるパスを少なくとも１パス以上
実施し、圧延終了後直ちに５℃／秒以上の冷却速度で冷
却し、Ａｒ１以下の温度範囲に冷却を停止させた後、フ
ェライトとオーステナイトの２相域で圧延することな
く、Ａｒ１点以下で２０％未満の圧延を実施すること。
である。 （１） 重量％で、Ｃ：０．０４〜０．２０％、Ｓｉ：
０．０３〜１．００％、Ｍｎ：０．３０〜２．００％、
Ａｌ：０．００５〜０．１０％、Ｎ：０．００１〜０．
０１％、を含有し、残部がＦｅ及び不可避的成分からな
り、凝固後Ａｃ3 以上に加熱した構造用鋼の鋳片を用
い、再結晶域で板厚中心部での圧延中の最大静水圧応力
が１２kg／mm2 以上であるパスを少なくとも１パス以上
実施し、圧延終了後直ちに５℃／秒以上の冷却速度で冷
却し、Ａｒ１以下の温度範囲に冷却を停止させた後、フ
ェライトとオーステナイトの２相域で圧延することな
く、Ａｒ１点以下で２０％未満の圧延を実施すること。
【０００９】（２） 重量％で、Ｃ：０．０４〜０．２
０％、Ｓｉ：０．０３〜１．００％、Ｍｎ：０．３０〜
２．００％、Ａｌ：０．００５〜０．１０％、Ｎ：０．
００１〜０．０１％、を含有し、更にＴｉ：０．００３
〜０．１０％、Ｃｒ：０．０１〜０．５０％、Ｎｉ：
０．０１〜３．００％、Ｍｏ：０．０１〜０．５０％、
Ｃｕ：０．０１〜１．５０％、Ｖ：０．００５〜０．２
０％、Ｎｂ：０．００３〜０．０５％、Ｂ：０．０００
３〜０．００２０％の１種または２種以上を含有し、残
部がＦｅ及び不可避的成分からなる鋼で、凝固後Ａｃ3
以上に加熱した構造用鋼の鋳片を用い、再結晶域で板厚
中心部での圧延中の最大静水圧応力が１２kg／mm2 以上
であるパスを少なくとも１パス以上実施し、圧延終了後
直ちに５℃／秒以上の冷却速度で冷却し、Ａｒ１以下の
温度範囲に冷却を停止させた後、フェライトとオーステ
ナイトの２相域で圧延することなく、Ａｒ１点以下で２
０％未満の圧延を実施すること。
０％、Ｓｉ：０．０３〜１．００％、Ｍｎ：０．３０〜
２．００％、Ａｌ：０．００５〜０．１０％、Ｎ：０．
００１〜０．０１％、を含有し、更にＴｉ：０．００３
〜０．１０％、Ｃｒ：０．０１〜０．５０％、Ｎｉ：
０．０１〜３．００％、Ｍｏ：０．０１〜０．５０％、
Ｃｕ：０．０１〜１．５０％、Ｖ：０．００５〜０．２
０％、Ｎｂ：０．００３〜０．０５％、Ｂ：０．０００
３〜０．００２０％の１種または２種以上を含有し、残
部がＦｅ及び不可避的成分からなる鋼で、凝固後Ａｃ3
以上に加熱した構造用鋼の鋳片を用い、再結晶域で板厚
中心部での圧延中の最大静水圧応力が１２kg／mm2 以上
であるパスを少なくとも１パス以上実施し、圧延終了後
直ちに５℃／秒以上の冷却速度で冷却し、Ａｒ１以下の
温度範囲に冷却を停止させた後、フェライトとオーステ
ナイトの２相域で圧延することなく、Ａｒ１点以下で２
０％未満の圧延を実施すること。
【００１０】（３） 重量％で、Ｃ：０．０４〜０．２
０％、Ｓｉ：０．０３〜１．００％、Ｍｎ：０．３０〜
２．００％、Ａｌ：０．００５〜０．１０％、Ｎ：０．
００１〜０．０１％、を含有し、残部がＦｅ及び不可避
的成分からなり、凝固後Ａｃ3 以上に加熱した構造用鋼
の鋳片を用い、再結晶域で板厚中心部での圧延中の最大
静水圧応力が１２kg／mm2 以上であるパスを少なくとも
１パス以上実施し、圧延終了後直ちに５℃／秒以上の冷
却速度で冷却し、Ａｒ１以下の温度範囲に冷却を停止さ
せた後、フェライトとオーステナイトの２相域で圧延す
ることなく、Ａｒ１点以下で２０％未満の圧延を実施
し、引続き７００℃以下の温度範囲に焼き戻し処理を行
うこと。
０％、Ｓｉ：０．０３〜１．００％、Ｍｎ：０．３０〜
２．００％、Ａｌ：０．００５〜０．１０％、Ｎ：０．
００１〜０．０１％、を含有し、残部がＦｅ及び不可避
的成分からなり、凝固後Ａｃ3 以上に加熱した構造用鋼
の鋳片を用い、再結晶域で板厚中心部での圧延中の最大
静水圧応力が１２kg／mm2 以上であるパスを少なくとも
１パス以上実施し、圧延終了後直ちに５℃／秒以上の冷
却速度で冷却し、Ａｒ１以下の温度範囲に冷却を停止さ
せた後、フェライトとオーステナイトの２相域で圧延す
ることなく、Ａｒ１点以下で２０％未満の圧延を実施
し、引続き７００℃以下の温度範囲に焼き戻し処理を行
うこと。
【００１１】（４） 重量％で、Ｃ：０．０４〜０．２
０％、Ｓｉ：０．０３〜１．００％、Ｍｎ：０．３０〜
２．００％、Ａｌ：０．００５〜０．１０％、Ｎ：０．
００１〜０．０１％、を含有し、更にＴｉ：０．００３
〜０．１０％、Ｃｒ：０．０１〜０．５０％、Ｎｉ：
０．０１〜３．００％、Ｍｏ：０．０１〜０．５０％、
Ｃｕ：０．０１〜１．５０％、Ｖ：０．００５〜０．２
０％、Ｎｂ：０．００３〜０．０５％、Ｂ：０．０００
３〜０．００２０％の１種または２種以上を含有し、残
部がＦｅ及び不可避的成分からなる鋼で、凝固後Ａｃ3
以上に加熱した構造用鋼の鋳片を用い、再結晶域で板厚
中心部での圧延中の最大静水圧応力が１２kg／mm2 以上
であるパスを少なくとも１パス以上実施し、圧延終了後
直ちに５℃／秒以上の冷却速度で冷却し、Ａｒ１以下の
温度範囲に冷却を停止させた後、フェライトとオーステ
ナイトの２相域で圧延することなく、Ａｒ１点以下で２
０％未満の圧延を実施し、引続き７００℃以下の温度範
囲に焼き戻し処理を行うこと。
０％、Ｓｉ：０．０３〜１．００％、Ｍｎ：０．３０〜
２．００％、Ａｌ：０．００５〜０．１０％、Ｎ：０．
００１〜０．０１％、を含有し、更にＴｉ：０．００３
〜０．１０％、Ｃｒ：０．０１〜０．５０％、Ｎｉ：
０．０１〜３．００％、Ｍｏ：０．０１〜０．５０％、
Ｃｕ：０．０１〜１．５０％、Ｖ：０．００５〜０．２
０％、Ｎｂ：０．００３〜０．０５％、Ｂ：０．０００
３〜０．００２０％の１種または２種以上を含有し、残
部がＦｅ及び不可避的成分からなる鋼で、凝固後Ａｃ3
以上に加熱した構造用鋼の鋳片を用い、再結晶域で板厚
中心部での圧延中の最大静水圧応力が１２kg／mm2 以上
であるパスを少なくとも１パス以上実施し、圧延終了後
直ちに５℃／秒以上の冷却速度で冷却し、Ａｒ１以下の
温度範囲に冷却を停止させた後、フェライトとオーステ
ナイトの２相域で圧延することなく、Ａｒ１点以下で２
０％未満の圧延を実施し、引続き７００℃以下の温度範
囲に焼き戻し処理を行うこと。
【００１２】また、本発明が対象としている構造用圧延
鋼材は、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。これ等の各成分元素につきその添加理由と量
を以下に示す。
鋼材は、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。これ等の各成分元素につきその添加理由と量
を以下に示す。
【００１３】Ｃは、鋼の強度を向上する有効な成分とし
て少なくとも０．０４％は添加するものであるが、０．
２０％を超える過剰な含有量では、ＨＡＺ（Ｈeat Ａff
ected Ｚone)に島状マルテンサイトが析出し、ＨＡＺ靭
性を著しく劣化させるので、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
度増加元素として添加するが、０．０３％未満では脱酸
効果が不十分であり、１．０％を超えて添加すると、鋼
の加工性が低下し、ＨＡＺの靭性が低下するため、添加
量は０．０３〜１．０％に規制する。Ｍｎも脱酸成分元
素として必要であり、０．３０％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０．３０％以上の添加が必要である。しかし、
Ｍｎは、過剰の添加により溶接性を著しく劣化させるの
で、２．００％を上限とする。
て少なくとも０．０４％は添加するものであるが、０．
２０％を超える過剰な含有量では、ＨＡＺ（Ｈeat Ａff
ected Ｚone)に島状マルテンサイトが析出し、ＨＡＺ靭
性を著しく劣化させるので、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
度増加元素として添加するが、０．０３％未満では脱酸
効果が不十分であり、１．０％を超えて添加すると、鋼
の加工性が低下し、ＨＡＺの靭性が低下するため、添加
量は０．０３〜１．０％に規制する。Ｍｎも脱酸成分元
素として必要であり、０．３０％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０．３０％以上の添加が必要である。しかし、
Ｍｎは、過剰の添加により溶接性を著しく劣化させるの
で、２．００％を上限とする。
【００１４】ＡｌはＡｌ窒化物による鋼の結晶粒径が微
細化できるので必要である。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、添加量は０．００５〜０．１０％に規制す
る。ＮはＡｌやＴｉと結びついてオーステナイト粒の微
細化に有効に働くが、その効果が明確になるためには
０．００１％以上含有する必要があるが、０．０１％を
超えて過剰に添加すると固溶Ｎが増加して靭性に悪影響
を及ぼすので、０．０１％を上限とする。
細化できるので必要である。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、添加量は０．００５〜０．１０％に規制す
る。ＮはＡｌやＴｉと結びついてオーステナイト粒の微
細化に有効に働くが、その効果が明確になるためには
０．００１％以上含有する必要があるが、０．０１％を
超えて過剰に添加すると固溶Ｎが増加して靭性に悪影響
を及ぼすので、０．０１％を上限とする。
【００１５】本発明が対象とする構造用鋼の基本成分は
以上である。これを基本に母材強度の上昇あるいは継手
靭性の向上を目的として要求される性質に応じてＴｉ，
Ｃｒ，Ｎｉ，Ｍｏ，Ｃｕ，Ｖ，Ｎｂ，Ｂの１種または２
種以上を含有することができる。
以上である。これを基本に母材強度の上昇あるいは継手
靭性の向上を目的として要求される性質に応じてＴｉ，
Ｃｒ，Ｎｉ，Ｍｏ，Ｃｕ，Ｖ，Ｎｂ，Ｂの１種または２
種以上を含有することができる。
【００１６】まず、Ｔｉは析出強化により母材強度向上
に寄与するとともに、ＴｉＮの形成によりオーステナイ
ト粒を微細化し、溶接部の継手靭性に極めて有効な元素
であるが、効果を発揮できるためには０．００３％以上
の添加が必要である。一方、０．１０％を超えるＴｉ炭
化物を形成して靭性や延性を劣化させるため、上限を
０．１０％とする。Ｃｒ及びＭｏはいずれも母材の強度
上昇に有効な元素であるが、明瞭な効果を生じるために
は０．０１％以上必要であり、一方０．５０％を超えて
添加すると、靭性が劣化する傾向を有するため、０．０
１〜０．５０％の範囲とする。
に寄与するとともに、ＴｉＮの形成によりオーステナイ
ト粒を微細化し、溶接部の継手靭性に極めて有効な元素
であるが、効果を発揮できるためには０．００３％以上
の添加が必要である。一方、０．１０％を超えるＴｉ炭
化物を形成して靭性や延性を劣化させるため、上限を
０．１０％とする。Ｃｒ及びＭｏはいずれも母材の強度
上昇に有効な元素であるが、明瞭な効果を生じるために
は０．０１％以上必要であり、一方０．５０％を超えて
添加すると、靭性が劣化する傾向を有するため、０．０
１〜０．５０％の範囲とする。
【００１７】また、Ｎｉは母材の強度と靭性を同時に向
上させることができ、非常に有効な元素であるが、効果
を発揮させるためには０．０１％以上含有させる必要が
ある。含有量が多くなると強度、靭性は向上するが３．
００％を超えて添加すると、変態挙動が変化して適正製
造条件が変化するので、本発明範囲では３．００％を上
限とする。次に、ＣｕもほぼＮｉと同様の効果を有する
が、１．５０％超の添加では析出硬化の問題が生じるた
め、０．０１〜１．５０％の範囲に限定する。
上させることができ、非常に有効な元素であるが、効果
を発揮させるためには０．０１％以上含有させる必要が
ある。含有量が多くなると強度、靭性は向上するが３．
００％を超えて添加すると、変態挙動が変化して適正製
造条件が変化するので、本発明範囲では３．００％を上
限とする。次に、ＣｕもほぼＮｉと同様の効果を有する
が、１．５０％超の添加では析出硬化の問題が生じるた
め、０．０１〜１．５０％の範囲に限定する。
【００１８】Ｖ及びＮｂはいずれも主として析出強化に
より母材の強度向上に寄与するが、過剰の添加でＨＡＺ
靭性が劣化する。従って、靭性の劣化を招かずに、効果
が発揮できる範囲として、Ｖは０．００５〜０．２０
％、Ｎｂは０．００３〜０．０５％とする。
より母材の強度向上に寄与するが、過剰の添加でＨＡＺ
靭性が劣化する。従って、靭性の劣化を招かずに、効果
が発揮できる範囲として、Ｖは０．００５〜０．２０
％、Ｎｂは０．００３〜０．０５％とする。
【００１９】Ｂは０．０００３％以上の極微量添加で鋼
材の焼入れ性を高めて強度上昇に非常に有効であるが、
過剰に添加すると靭性を大きく劣化させるため、上限を
０．００２０％とする。本発明における鋳片の加熱温度
はオーステナイトの粗大化防止のため１２００℃を上限
とし、下限温度は圧延の作業を考慮すると９００℃以上
が望ましい。また、Ｎｂ元素を含む鋼材は、Ｎｂを完全
固溶させるために１１００℃以上の加熱が必要となる。
材の焼入れ性を高めて強度上昇に非常に有効であるが、
過剰に添加すると靭性を大きく劣化させるため、上限を
０．００２０％とする。本発明における鋳片の加熱温度
はオーステナイトの粗大化防止のため１２００℃を上限
とし、下限温度は圧延の作業を考慮すると９００℃以上
が望ましい。また、Ｎｂ元素を含む鋼材は、Ｎｂを完全
固溶させるために１１００℃以上の加熱が必要となる。
【００２０】
【作用】本発明者等は、前記従来技術が有する問題を解
決するとともに、本発明の課題を達成するため、Ｃ：
０．０５〜０．１５％、Ｓｉ：０．１５〜０．２５％、
Ｍｎ：０．８〜１．６％、Ａｌ：０．０１〜０．０５
％、Ｎ：０．００２０〜０．００５０％の化学成分を有
する一般的な構造用鋼を用いて種々実験検討を繰り返し
た。
決するとともに、本発明の課題を達成するため、Ｃ：
０．０５〜０．１５％、Ｓｉ：０．１５〜０．２５％、
Ｍｎ：０．８〜１．６％、Ａｌ：０．０１〜０．０５
％、Ｎ：０．００２０〜０．００５０％の化学成分を有
する一般的な構造用鋼を用いて種々実験検討を繰り返し
た。
【００２１】合金元素を多量に添加せず、圧延調整のた
めの滞留・待機、更には低温域での再加熱圧延等を用い
ることなく、従来技術で得られていたものと同等もしく
はそれ以上の強度、靭性を得る方法を確立するため、オ
ーステナイトの低温の未再結晶域での圧延を省略し、オ
ーステナイト粒径を制御することに着眼し、次の３点か
ら実験検討を重ねた。１．圧延中の静水圧応力とオース
テナイト粒径の関係。２．圧延パス数とオーステナイト
粒径の関係。３．フェライト域での加工量と材質との関
係。
めの滞留・待機、更には低温域での再加熱圧延等を用い
ることなく、従来技術で得られていたものと同等もしく
はそれ以上の強度、靭性を得る方法を確立するため、オ
ーステナイトの低温の未再結晶域での圧延を省略し、オ
ーステナイト粒径を制御することに着眼し、次の３点か
ら実験検討を重ねた。１．圧延中の静水圧応力とオース
テナイト粒径の関係。２．圧延パス数とオーステナイト
粒径の関係。３．フェライト域での加工量と材質との関
係。
【００２２】圧延中の静水圧応力が大きくなるとオース
テナイト再結晶挙動に変化をもたらし、静水圧応力が１
２kg／mm2 以上（圧縮を正とする）になると動的回復量
が少なくなり、再結晶粒が細かくなることが判明した。
その結果を図１に示す。静水圧応力が大きくなると加工
温度が変化しても到達するオーステナイト粒径がおよそ
一定値に収斂し、再結晶粒径が加工温度に依存せずほぼ
一定になることが判明した。
テナイト再結晶挙動に変化をもたらし、静水圧応力が１
２kg／mm2 以上（圧縮を正とする）になると動的回復量
が少なくなり、再結晶粒が細かくなることが判明した。
その結果を図１に示す。静水圧応力が大きくなると加工
温度が変化しても到達するオーステナイト粒径がおよそ
一定値に収斂し、再結晶粒径が加工温度に依存せずほぼ
一定になることが判明した。
【００２３】従来の技術として、例えば特開平４−３２
３３２号公報に記載されているように、オーステナイト
の未再結晶域での圧延中の静水圧応力を高めることによ
り、歪蓄積効果を用いた靭性改善技術が述べられてい
る。しかしながら、対象としている温度範囲が比較的低
温の未再結晶温度域であり、回復、再結晶を抑制するも
のである。それに対して本発明の場合、再結晶域での圧
延中の応力を制御することにより、圧延中の動的回復量
を極力抑え、歪を蓄積させて逆に再結晶を促進させてオ
ーステナイト粒径を細粒化させる点が従来技術と大きく
異なっている。
３３２号公報に記載されているように、オーステナイト
の未再結晶域での圧延中の静水圧応力を高めることによ
り、歪蓄積効果を用いた靭性改善技術が述べられてい
る。しかしながら、対象としている温度範囲が比較的低
温の未再結晶温度域であり、回復、再結晶を抑制するも
のである。それに対して本発明の場合、再結晶域での圧
延中の応力を制御することにより、圧延中の動的回復量
を極力抑え、歪を蓄積させて逆に再結晶を促進させてオ
ーステナイト粒径を細粒化させる点が従来技術と大きく
異なっている。
【００２４】また、図２に再結晶域での静水圧応力が１
２kg／mm2 以上の条件で圧延パス回数と再結晶後のオー
ステナイト粒径の関係を示す。図２から、圧延パス数を
繰り返すと徐々にオーステナイト粒径が細粒化し、パス
数が多いほど細粒化傾向にあるが実質的には１パスでも
十分であることが判明した。従って、圧延中の板厚中心
部の最大静水圧応力が１２kg／mm2 以上の圧延を再結晶
域で少なくとも１パス以上確保すると、オーステナイト
粒径が細粒化し、未再結晶域での圧延を実施しなくても
十分に靭性を確保できる程度にまで細粒化し、所望の靭
性は確保できることが判明した。
２kg／mm2 以上の条件で圧延パス回数と再結晶後のオー
ステナイト粒径の関係を示す。図２から、圧延パス数を
繰り返すと徐々にオーステナイト粒径が細粒化し、パス
数が多いほど細粒化傾向にあるが実質的には１パスでも
十分であることが判明した。従って、圧延中の板厚中心
部の最大静水圧応力が１２kg／mm2 以上の圧延を再結晶
域で少なくとも１パス以上確保すると、オーステナイト
粒径が細粒化し、未再結晶域での圧延を実施しなくても
十分に靭性を確保できる程度にまで細粒化し、所望の靭
性は確保できることが判明した。
【００２５】このように圧延中の静水圧応力を大きくす
ることは１パス当りの圧延歪の絶対量がとれないような
圧延の場合でも十分オーステナイト粒径が細粒化し、未
再結晶域での圧延を実施しなくても十分靭性を確保する
ことが可能となる。更に、圧延終了後細粒化させたオー
ステナイト粒の粒成長を抑えることを目的として、フェ
ライト域での加工の前に制御冷却を実施する。その際の
冷却停止温度としては復熱を考慮してＡｒ1 変態点以下
とした。この時、鋼板の強度、靭性を向上させるには、
圧延終了後に水、水蒸気、気水混合体等のいずれかの冷
却剤を用いて、冷却速度５℃／秒以上が必要である。ま
た、必要に応じて加速冷却後に焼戻しを行っても本発明
の効果を損なうものではない。しかし、本発明における
焼戻し温度は強度、靭性の確保から７００℃以下とし
た。
ることは１パス当りの圧延歪の絶対量がとれないような
圧延の場合でも十分オーステナイト粒径が細粒化し、未
再結晶域での圧延を実施しなくても十分靭性を確保する
ことが可能となる。更に、圧延終了後細粒化させたオー
ステナイト粒の粒成長を抑えることを目的として、フェ
ライト域での加工の前に制御冷却を実施する。その際の
冷却停止温度としては復熱を考慮してＡｒ1 変態点以下
とした。この時、鋼板の強度、靭性を向上させるには、
圧延終了後に水、水蒸気、気水混合体等のいずれかの冷
却剤を用いて、冷却速度５℃／秒以上が必要である。ま
た、必要に応じて加速冷却後に焼戻しを行っても本発明
の効果を損なうものではない。しかし、本発明における
焼戻し温度は強度、靭性の確保から７００℃以下とし
た。
【００２６】フェライト域での加工量と材質の関係を図
３に示す。フェライト域での加工量が増加するにつれ
て、強度はフェライトの加工効果により上昇する。一
方、靭性はフェライト域での加工量が２０％以上になる
と大きく劣化するため、加工量は２０％未満とした。
３に示す。フェライト域での加工量が増加するにつれ
て、強度はフェライトの加工効果により上昇する。一
方、靭性はフェライト域での加工量が２０％以上になる
と大きく劣化するため、加工量は２０％未満とした。
【００２７】以上のように、オーステナイト域で適正な
加工を施し、フェライト域での加工前の組織を微細化さ
せ、更にフェライト域での加工を施すことにより、靭性
を大きく劣化させることなく、強度を上昇させ、合金元
素の多量添加を必要とせずに強度、靭性の優れた構造用
鋼板を製造することが可能となる。本発明は上記知見に
より成立するものである。
加工を施し、フェライト域での加工前の組織を微細化さ
せ、更にフェライト域での加工を施すことにより、靭性
を大きく劣化させることなく、強度を上昇させ、合金元
素の多量添加を必要とせずに強度、靭性の優れた構造用
鋼板を製造することが可能となる。本発明は上記知見に
より成立するものである。
【００２８】静水圧応力は、剛塑性有限要素法プログラ
ムを用いて計算にて求めた。剛塑性有限要素法による圧
延中のロールバイト内の応力計算に関しては下記文献
（１）、（２）の方法に従った。 （１）森ら：機械学会論文集、45-396(1979)、P.955 （２）山田ら：塑性加工学会春季講演会前刷集、1986、
P.235 、東京 また、板厚方向の温度分布を考慮した計算をする必要が
あるので、各要素につき圧延噛込み時の温度、変形抵抗
を与えて剛塑性有限要素法により圧延中に作用する応
力、歪を計算した。変形抵抗は下記文献（３）、（４）
の式を用いた。 （３）志田：塑性と加工、9(1968) 、P.127 （４）志田：塑性と加工、10(1968)、P.610 最も温度が高く、オーステナイト粒が大きい板厚中心部
を管理基準とした。
ムを用いて計算にて求めた。剛塑性有限要素法による圧
延中のロールバイト内の応力計算に関しては下記文献
（１）、（２）の方法に従った。 （１）森ら：機械学会論文集、45-396(1979)、P.955 （２）山田ら：塑性加工学会春季講演会前刷集、1986、
P.235 、東京 また、板厚方向の温度分布を考慮した計算をする必要が
あるので、各要素につき圧延噛込み時の温度、変形抵抗
を与えて剛塑性有限要素法により圧延中に作用する応
力、歪を計算した。変形抵抗は下記文献（３）、（４）
の式を用いた。 （３）志田：塑性と加工、9(1968) 、P.127 （４）志田：塑性と加工、10(1968)、P.610 最も温度が高く、オーステナイト粒が大きい板厚中心部
を管理基準とした。
【００２９】
【実施例】本発明の供試鋼の成分は、前記した一般的な
構造用鋼の元素と添加量であればいずれの組合せでもよ
いが、強度レベルが異なる代表的な構造用鋼として本実
施例に用いた鋼の化学成分を表１に示す。また、本例の
製造条件と得られた材質を表２に従来例を併記して示
す。
構造用鋼の元素と添加量であればいずれの組合せでもよ
いが、強度レベルが異なる代表的な構造用鋼として本実
施例に用いた鋼の化学成分を表１に示す。また、本例の
製造条件と得られた材質を表２に従来例を併記して示
す。
【００３０】
【表１】
【００３１】
【表２】
【００３２】
【表３】
【００３３】
【表４】
【００３４】
【表５】
【００３５】表１に示す供試鋼は、鋼番１〜１０は強度
レベルが異なる鋼で、必要に応じてＶ，Ｎｂ，Ｎｉ，Ｔ
ｉ，Ｃｕ，Ｂ，Ｃｒ，Ｍｏ等の合金元素を添加してい
る。Ｎｏ．Ａ１−１〜Ａ１０−３の本発明例は、強度、
靭性ともに優れた特性をもつ構造用鋼板が得られた。こ
れに対し、圧延、冷却条件及びフェライト域での圧下率
が所定の条件を満足しないＮｏ．Ｂ１−１〜Ｂ１０−２
はそれぞれに問題がある。再結晶域での静水圧応力が１
２kg／mm2 未満のＢ１−１、Ｂ２−１、Ｂ３−１、Ｂ４
−１、Ｂ４−２、Ｂ７−１、Ｂ８−１、Ｂ９−１、Ｂ１
０−１は本発明例に比べ靭性が著しく劣化した。また、
冷却停止温度がＡｒ1 点以上となったＮｏ．Ｂ３−１、
Ｂ３−２、Ｂ４−２、Ｂ５−１、Ｂ５−２は同一成分の
本発明例に比べ、強度が低かった。
レベルが異なる鋼で、必要に応じてＶ，Ｎｂ，Ｎｉ，Ｔ
ｉ，Ｃｕ，Ｂ，Ｃｒ，Ｍｏ等の合金元素を添加してい
る。Ｎｏ．Ａ１−１〜Ａ１０−３の本発明例は、強度、
靭性ともに優れた特性をもつ構造用鋼板が得られた。こ
れに対し、圧延、冷却条件及びフェライト域での圧下率
が所定の条件を満足しないＮｏ．Ｂ１−１〜Ｂ１０−２
はそれぞれに問題がある。再結晶域での静水圧応力が１
２kg／mm2 未満のＢ１−１、Ｂ２−１、Ｂ３−１、Ｂ４
−１、Ｂ４−２、Ｂ７−１、Ｂ８−１、Ｂ９−１、Ｂ１
０−１は本発明例に比べ靭性が著しく劣化した。また、
冷却停止温度がＡｒ1 点以上となったＮｏ．Ｂ３−１、
Ｂ３−２、Ｂ４−２、Ｂ５−１、Ｂ５−２は同一成分の
本発明例に比べ、強度が低かった。
【００３６】また、圧延後の冷却速度が５℃／秒未満で
あるＮｏ．Ｂ２−１、Ｂ２−２、Ｂ６−１では本発明例
と比較して強度が低かった。Ａｒ1 点以下での圧下がな
いＢ１−２、Ｂ５−１、Ｂ６−２、Ｂ８−１、Ｂ８−２
は本発明例に比べ強度が低い。また、Ａｒ1 点以下での
圧下が２０％以上のＢ３−１、Ｂ６−１では靭性が著し
く劣化した。更に、焼戻し材で焼戻し温度が７００℃以
上となったＮｏ．Ｂ１−２、Ｂ５−１、Ｂ６−２、Ｂ８
−１、Ｂ８−２、Ｂ１０−２は強度、靭性ともに本発明
例に比べ著しく劣化した。
あるＮｏ．Ｂ２−１、Ｂ２−２、Ｂ６−１では本発明例
と比較して強度が低かった。Ａｒ1 点以下での圧下がな
いＢ１−２、Ｂ５−１、Ｂ６−２、Ｂ８−１、Ｂ８−２
は本発明例に比べ強度が低い。また、Ａｒ1 点以下での
圧下が２０％以上のＢ３−１、Ｂ６−１では靭性が著し
く劣化した。更に、焼戻し材で焼戻し温度が７００℃以
上となったＮｏ．Ｂ１−２、Ｂ５−１、Ｂ６−２、Ｂ８
−１、Ｂ８−２、Ｂ１０−２は強度、靭性ともに本発明
例に比べ著しく劣化した。
【００３７】
【発明の効果】本発明は、圧延中の圧延条件と圧延後の
冷却条件を制御し、更にフェライト域での適切な加工を
行うことにより、強度、靭性に優れた構造用鋼板を高い
生産性のもとで円滑に安定して製造することを可能とし
たもので、この種の分野を中心に、産業界にもたらす効
果は極めて大きい。
冷却条件を制御し、更にフェライト域での適切な加工を
行うことにより、強度、靭性に優れた構造用鋼板を高い
生産性のもとで円滑に安定して製造することを可能とし
たもので、この種の分野を中心に、産業界にもたらす効
果は極めて大きい。
【図１】静水圧応力とオーステナイト粒径の関係の図表
を示す。
を示す。
【図２】圧延パス数とオーステナイト粒径の関係の図表
を示す。
を示す。
【図３】フェライト域での圧下率と材質の関係の図表を
示す。
示す。
Claims (4)
- 【請求項１】 重量％で、 Ｃ ：０．０４〜０．２０％、 Ｓｉ：０．０３〜１．００％、 Ｍｎ：０．３０〜２．００％、 Ａｌ：０．００５〜０．１０％、 Ｎ ：０．００１〜０．０１％、 を含有し、残部がＦｅ及び不可避的成分からなり、凝固
後Ａｃ3 以上に加熱した構造用鋼の鋳片を用い、再結晶
域で板厚中心部での圧延中の最大静水圧応力が１２kg／
mm2 以上であるパスを少なくとも１パス以上実施し、圧
延終了後直ちに５℃／秒以上の冷却速度で冷却し、Ａｒ
１以下の温度範囲に冷却を停止させた後、フェライトと
オーステナイトの２相域で圧延することなく、Ａｒ１点
以下で２０％未満の圧延を実施することを特徴とする強
度、靭性に優れた構造用厚鋼板の製造法。 - 【請求項２】 重量％で、 Ｃ ：０．０４〜０．２０％、 Ｓｉ：０．０３〜１．００％、 Ｍｎ：０．３０〜２．００％、 Ａｌ：０．００５〜０．１０％、 Ｎ ：０．００１〜０．０１％、を含有し、更にＴｉ：
０．００３〜０．１０％、 Ｃｒ：０．０１〜０．５０％、 Ｎｉ：０．０１〜３．００％、 Ｍｏ：０．０１〜０．５０％、 Ｃｕ：０．０１〜１．５０％、 Ｖ ：０．００５〜０．２０％、 Ｎｂ：０．００３〜０．０５％、 Ｂ ：０．０００３〜０．００２０％ の１種または２種以上を含有し、残部がＦｅ及び不可避
的成分からなる鋼で、凝固後Ａｃ3 以上に加熱した構造
用鋼の鋳片を用い、再結晶域で板厚中心部での圧延中の
最大静水圧応力が１２kg／mm2 以上であるパスを少なく
とも１パス以上実施し、圧延終了後直ちに５℃／秒以上
の冷却速度で冷却し、Ａｒ１以下の温度範囲に冷却を停
止させた後、フェライトとオーステナイトの２相域で圧
延することなく、Ａｒ１点以下で２０％未満の圧延を実
施することを特徴とする強度、靭性に優れた構造用厚鋼
板の製造法。 - 【請求項３】 重量％で、 Ｃ ：０．０４〜０．２０％、 Ｓｉ：０．０３〜１．００％、 Ｍｎ：０．３０〜２．００％、 Ａｌ：０．００５〜０．１０％、 Ｎ ：０．００１〜０．０１％、 を含有し、残部がＦｅ及び不可避的成分からなり、凝固
後Ａｃ3 以上に加熱した構造用鋼の鋳片を用い、再結晶
域で板厚中心部での圧延中の最大静水圧応力が１２kg／
mm2 以上であるパスを少なくとも１パス以上実施し、圧
延終了後直ちに５℃／秒以上の冷却速度で冷却し、Ａｒ
１以下の温度範囲に冷却を停止させた後、フェライトと
オーステナイトの２相域で圧延することなく、Ａｒ１点
以下で２０％未満の圧延を実施し、引続き７００℃以下
の温度範囲に焼き戻し処理を行うことを特徴とする強
度、靭性に優れた構造用厚鋼板の製造法。 - 【請求項４】 重量％で、 Ｃ ：０．０４〜０．２０％、 Ｓｉ：０．０３〜１．００％、 Ｍｎ：０．３０〜２．００％、 Ａｌ：０．００５〜０．１０％、 Ｎ ：０．００１〜０．０１％、 を含有し、更にＴｉ：０．００３〜０．１０％、 Ｃｒ：０．０１〜０．５０％、 Ｎｉ：０．０１〜３．００％、 Ｍｏ：０．０１〜０．５０％、 Ｃｕ：０．０１〜１．５０％、 Ｖ ：０．００５〜０．２０％、 Ｎｂ：０．００３〜０．０５％、 Ｂ ：０．０００３〜０．００２０％ の１種または２種以上を含有し、残部がＦｅ及び不可避
的成分からなる鋼で、凝固後Ａｃ3 以上に加熱した構造
用鋼の鋳片を用い、再結晶域で板厚中心部での圧延中の
最大静水圧応力が１２kg／mm2 以上であるパスを少なく
とも１パス以上実施し、圧延終了後直ちに５℃／秒以上
の冷却速度で冷却し、Ａｒ１以下の温度範囲に冷却を停
止させた後、フェライトとオーステナイトの２相域で圧
延することなく、Ａｒ１点以下で２０％未満の圧延を実
施し、引続き７００℃以下の温度範囲に焼き戻し処理を
行うことを特徴とする強度、靭性に優れた構造用厚鋼板
の製造法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19068294A JP3215269B2 (ja) | 1994-08-12 | 1994-08-12 | 強度、靭性に優れた構造用厚鋼板の製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19068294A JP3215269B2 (ja) | 1994-08-12 | 1994-08-12 | 強度、靭性に優れた構造用厚鋼板の製造法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0860241A true JPH0860241A (ja) | 1996-03-05 |
| JP3215269B2 JP3215269B2 (ja) | 2001-10-02 |
Family
ID=16262132
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19068294A Expired - Fee Related JP3215269B2 (ja) | 1994-08-12 | 1994-08-12 | 強度、靭性に優れた構造用厚鋼板の製造法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3215269B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2014157036A1 (ja) * | 2013-03-28 | 2014-10-02 | 新日鐵住金株式会社 | 鋼矢板及びその製造方法 |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101679668B1 (ko) * | 2015-04-10 | 2016-11-28 | 동국제강주식회사 | 저온 인성이 우수한 고강도 후판 제조 방법 및 이에 의해 제조된 저온 인성이 우수한 고강도 후판 |
| KR200496098Y1 (ko) * | 2020-09-21 | 2022-11-01 | 박순희 | 애완견용 두 줄 하네스 |
-
1994
- 1994-08-12 JP JP19068294A patent/JP3215269B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2014157036A1 (ja) * | 2013-03-28 | 2014-10-02 | 新日鐵住金株式会社 | 鋼矢板及びその製造方法 |
| US10071406B2 (en) | 2013-03-28 | 2018-09-11 | Nippon Steel & Sumitomo Metal Corporation | Steel sheet pile and method for manufacturing the same |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3215269B2 (ja) | 2001-10-02 |
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