JPH0959716A - 焼ならし鋼板の製造方法 - Google Patents

焼ならし鋼板の製造方法

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JPH0959716A
JPH0959716A JP21621295A JP21621295A JPH0959716A JP H0959716 A JPH0959716 A JP H0959716A JP 21621295 A JP21621295 A JP 21621295A JP 21621295 A JP21621295 A JP 21621295A JP H0959716 A JPH0959716 A JP H0959716A
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JP
Japan
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strength
temperature
rolling
toughness
steel
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JP21621295A
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English (en)
Inventor
Yoshitaka Zukawa
善隆 頭川
Ryuji Ogata
龍二 緒方
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Nippon Steel Corp
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Sumitomo Metal Industries Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 低温タンク用鋼板として低温靱性およびSR
後の強度に優れた焼ならし鋼板の安価な製造方法を提供
する。 【構成】C:0.10〜0.18%、 Si:0.40%以下、
Mn:1.00〜1.60%、Nb:0.010 〜0.025 %、Ti:0.01
0 〜0.020 %、sol.Al:0.015 〜0.050 %、 N:≦0.
0040%、さらに所望により、Cu:0.15〜0.35%、Ni:0.
10〜0.50%、Cr:0.05〜0.25%、Mo:≦0.08から選んだ
少なくとも1種類、残部がFeおよび不可避的不純物から
なる鋼組成を有する鋼片を連続鋳造法によって鋳造し、
1150〜1200℃の温度範囲に加熱後、圧延をするに際し
て、Ar3 点以下の温度範囲での累積圧下率が20%以上、
仕上げ圧延温度(Ar1+40) ±20℃となるように熱間圧延
し、引き続き840 〜870 ℃の温度域で焼ならしを行う。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、焼ならし鋼板の製
造方法、より詳述すれば、主として低温タンク用鋼板と
して用いられる焼ならし鋼板の製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】低温タンク、例えば液化ガスの貯蔵用タ
ンクあるいはペンストック等のような用途に用いる鋼材
としては、溶接構造材である関係上、SR処理 (応力除
去焼なまし) を行うが、そのときの靱性劣化、強度低下
等が問題である。また、製造コストの低減を図るために
熱間圧延材に焼ならしを行うだけで使用に供することが
行われている。
【0003】従来このような要求を満足する材料として
は、Nb含有鋼材が一部実用化されている。最近、さらな
る製造コストの低減を目指してそのようなNb含有鋼を連
続鋳造法で製造しようとする試みが見られる。
【0004】しかしながら、Nbを含有する低温タンク用
鋼板の中で焼ならし鋼板について、これを連続鋳造法で
製造しようとすると、鋳造スラブの品質確保の観点から
添加されるTiが、Nbと一緒に粗大な炭窒化物を生成する
ため、Nb本来の微細な析出物が得られず、強度、靱性が
大幅に低下することは公知の事実である。
【0005】一般にこれらの強度、靱性低下を補う方法
としては、C、Si、Mn、Mo等の強度向上元素およびNi等
の靱性向上元素を添加する方法がある。しかし、ASTM A
537cl.1を始めとする一部の規格においては、これらの
元素の添加に制限が設けられている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】ここに、本発明の目的
は、低温靱性およびSR後の強度に優れた焼ならし鋼板
の安価な製造方法を提供することである。
【0007】さらに具体的には、本発明の目的は、低温
タンク用鋼板として靱性 vE-60≧47J、SR後の強度
0.2%YS≧345N/mm2を確保できる焼ならし鋼板の製造方
法を提供することである。
【0008】
【課題を解決するための手段】ところで、一般に焼なら
し鋼板は、圧延後880 ℃以上程度に加熱することから本
発明が意図するようなAr3 点以下の圧延で得られた強
度、靱性の向上に有効な微細な結晶粒は、焼ならしによ
りその大半の効果を失ってしまう。
【0009】そこで、本発明者らは、化学成分を調整す
ると共に、スラブ加熱温度、圧延仕上げ温度および焼な
らし温度を厳格に制御することによって連続鋳造法で得
たスラブを熱間圧延しても優れた低温靱性およびSR後
強度を有する鋼板が得られることを知り、本発明を完成
した。すなわち、本発明の骨子は、次の3工程の組合せ
にある。
【0010】連続鋳造によって得られたスラブを1150
〜1200℃に加熱、Nb、Ti等を充分固溶し、Nb、Ti炭窒化
物の生成を抑制する加熱工程。 圧延するに際してAr3 点以下の温度範囲での累積圧下
率が20%以上、仕上げ温度を(Ar1+40) ±20℃とする熱
間圧延工程。 840 〜870 ℃の温度域で焼ならしを行う焼ならし工
程。
【0011】かくして、本発明の要旨とするところは、
重量%でC:0.10〜0.18%、Si:≦0.40%、Mn:1.00〜
1.60%、Nb:0.010 〜0.025 %、 Ti:0.010 〜0.020
%、sol.Al:0.015 〜0.050 %、N:≦0.0040%、残部
がFeおよび不可避的不純物からなる鋼組成を有する鋼片
を連続鋳造法によって鋳造し、1150〜1200℃の温度範囲
に加熱後、圧延にするに際して、Ar3 点以下の温度範囲
での累積圧下率が20%以上、仕上げ圧延温度(Ar3+40)
±20℃となるように熱間圧延し、引き続き840 〜870 ℃
の温度域で焼ならしを行うことを特徴とする低温靱性お
よびSR後の強度の優れた鋼板の製造方法である。
【0012】本発明の好適態様によれば、上記焼ならし
後、さらにAc1 点以下の温度に加熱して焼戻しを行って
もよい。かくして、本発明によれば、例えばASTM A537
cl.1の規格を満たす鋼板が、安価な方法で容易に得られ
るのである。
【0013】
【発明の実施の形態】次に、本発明において鋼組成およ
び製造条件を上述のように限定した理由についてその作
用とともに詳述する。なお、本明細書において、「%」
はとくに断りがないかぎり、「重量%」である。
【0014】(a) 鋼組成の限定理由について: C:Cは添加量が多いと焼入れ性がよくなり、強度が高
くなる一方で溶接性が悪くなる。またC量が少ないと本
発明で必要とする強度が得られなくなる。よってC添加
量は0.10〜0.18%、好ましくは0.12〜0.16%である。
【0015】Si:Siは脱酸剤であるとともにCと同様、
鋼板の強度向上に寄与する元素であるが、添加量が多い
と靱性が悪くなる。よってSi添加量は0.40%以下とし
た。好ましくは0.36%以下である。
【0016】Mn:Mnは添加によって焼入性がよくなり、
強度が高くなるが、添加量が多いと溶接性が悪くなり、
少ないと強度向上効果はなくなる。よってMn添加量は1.
00〜1.60%である。好ましくは、1.35〜1.55%である。
【0017】Nb:Nbは制御圧延による結晶粒の微細化作
用効果を奏する元素である。その含有量が0.010 %未満
ではそのような作用効果を奏することが困難であり、一
方0.025%超では逆に脆化が著しくなり過ぎることとな
る。よってNb含有量を0.010 〜0.025 %とした。好まし
くは、0.010 〜0.020 %である。
【0018】Ti:Tiはその添加によって微細な窒化物を
形成し、NがBやAlと反応するのを防ぐために必要であ
る。しかし添加量が多いと靱性を劣化させる。よってTi
添加量は0.010 〜0.020 %とした。好ましくは、0.010
〜0.015 %である。
【0019】Al:Alは脱酸のために必要な元素であるだ
けでなく窒化物を形成し、NがBと反応することを防ぐ
ことができるが、添加量が少ないと添加効果は得られな
い。よってAl添加量は0.015 〜0.050 %、好ましくは0.
020 〜0.050 %である。
【0020】N:NはTi、Al等の窒化物を形成してオー
ステナイト粒の粗大化を防止するが、添加量が多いと溶
接性が低下する。よってN添加量は0.0040%以下とし
た。好ましくは0.0035%以下である。
【0021】その他、本発明が対象とする鋼組成には、
さらに、Cu、Ni、Cr、Moの少なくとも1種を強度改善の
ために添加することができる。 Cu:Cuは添加量によって固溶強化および析出強化作用に
よる強度向上効果があるが、添加量が多いと靱性が低下
する。よってCu添加量は0.15〜0.35%とした。
【0022】Ni:Niは添加によって靱性の向上および焼
入性の改善を通して強度向上効果を発揮する。さらに高
温でのCuのオーステナイト粒界への析出による割れを防
止する添加元素としても役に立つ。そのため、さらに好
適態様としては、Cu添加を行うときには常にNiも添加す
るのが好ましい。しかし、Niは添加量が多いとコストの
上昇を伴うので多量に添加することは意味はない。よっ
てNi添加量は0.10〜0.50%とした。
【0023】Cr:Crは添加によって耐食性、強度が高く
なるが、添加量が多いと溶接性の低下を生じる。よって
Cr添加量は0.05〜0.25%とした。
【0024】Mo:Moは添加によって焼入性が良くなり強
度が高くなる。さらにオーステナイト再結晶化を抑制す
るが、添加量が多いとコストの上昇を招くばかりかMn炭
化物が析出することにより靱性が低下する。よってMo添
加量は0.08%以下とした。
【0025】以上のような鋼組成を有する溶鋼を慣用法
で溶製してから、本発明にあっては連続鋳造、熱間圧
延、そして焼ならしを行うことで低温靱性およびSR後
の強度の優れた鋼板を得ることができる。次に、本発明
にかかる焼ならし鋼の製造方法を説明する。
【0026】(b) 製造条件の限定理由:鋼片の熱間圧延
の加熱温度はNb、Tiの粗大な炭窒化物を生成させないた
めにNbを成分固溶させておくことと、後続して行われる
圧延条件を確保するという観点から1150℃以上であるこ
とが有効である。1150℃より低いとNbの固溶が不十分と
なる。一方、1200℃を超えると、炉体の損傷が激しくコ
ストアップを伴うため1150℃以上、1200℃以下とした。
【0027】圧延はまずAr3 点以上の温度で圧下を加え
る。これは鋼板に大きな加工歪みを生じ、冷却工程で析
出するフェライトの結晶粒を微細化にするためである。
次いで、本発明によれば、Ar3 点以下の温度範囲の累積
圧下率を20%以上とする圧延を行い、さらに(Ar1+40
℃) ±20℃で圧延を完了させる。
【0028】これによって析出フェライトが十分な加工
を受けて降伏比を上昇させ、SR処理後でもASTM A537
cl.1規格を満たす値が得られる。Ar3 点以下での累積圧
下率が20%未満では析出フェライトの加工が十分でなく
なるため靱性確保が十分でない。好ましくはこのときの
累積圧下率が24%以上である。また熱間圧延完了温度が
上記温度範囲を外れると、いわゆる低温仕上げによる効
果が得られなくなる。このときAr1 点以下で圧下を行っ
たりすると鋼板の平坦度が悪くなり矯正に伴うコストの
増加を招く。
【0029】熱間圧延完了後は、引き続き840 〜870 ℃
の温度域で焼ならしを行う。この焼ならし温度域は従来
のそれと比較して低目であることが特徴である。この範
囲を外れると求める性能が得られなくなる。またはさら
に、Ac1 点以下の温度に加熱して焼戻しを行ってもよ
い。
【0030】本発明によれば連続鋳造法によりASTM A53
7 cl.1を満たすに十分な強度、靱性が実現され、低温タ
ンク用材として安価な材料が得られる。次に、実施例に
よって本発明をさらに具体的に示す。
【0031】
【実施例】表1に示す組成の各鋼片(220mm厚さ) を表2
の条件で加熱後圧延して12mm厚さにした後焼ならし処理
をした鋼板および焼ならし後、焼戻し処理を施した鋼板
を作成した。また、表2には熱間圧延後、鋼板より試験
片を採取した引張試験およびシャルピー衝撃試験の結果
を示す。
【0032】表2の製造条件No.1〜9は本発明例であ
り、No.10 〜12は成分が条件を外れた場合、No.13 〜16
は圧延条件が外れた場合の例である。本発明法で製造し
たNo.1〜9は機械特性、靱性とも表2に示すASTM A537
cl.1規格をすべて満たすことが分かる。
【0033】しかしながら、比較例であるNo.10 はTiが
多いため、靱性が不足し、No.11 はMnが少ないため0.2
%YSが規格値を下回っている。また、No.12 はNbが少な
いために強度が低くなっている。
【0034】一方、製造条件No.13 〜16では、成分値は
条件を満たしているもののNo.13 はスラブ加熱温度の不
足、No.14 は圧下率の不足、No.15 は圧延終了の上限外
れにより共に0.2 %YSまたはTSが不足しており、No.16
においては焼ならし温度が高く圧延時に得られた微細な
組織が消失したため、強度、靱性共規格を満たしていな
い。
【0035】
【表1】
【0036】
【表2】
【0037】図1は、本例の結果を仕上げ温度とSR後の
0.2 %YS値とによって整理して得たグラフであり、本発
明における(Ar1+40) ±20℃の仕上げ温度の臨界性の一
般的傾向を示す。この仕上げ温度を下方に外れる場合に
は0.2 %YSは規格値 (345N/mm2以上) を満足するが、平
坦度に問題が生じる。なお、図中の丸中の番号は表2の
製造条件番号である。
【0038】
【発明の効果】本発明により規定した成分を添加し、11
50〜1200℃に加熱後熱間圧延するに際して、Ar3 点以下
の温度範囲での累積圧下率が20%以下、仕上げ圧延を(A
r1+40℃) ±20℃となるように熱間圧延し、後840 〜87
0 ℃で焼ならしをすることによりASTM A537 cl.1規格を
満たすことができる優れた強度、靱性を有する鋼板を造
塊法より低コストで製造が可能な連続鋳造法で製造が可
能となった。これにより製造コストが低いにも係わらず
性能が優れた鋼板を得られた意義は大きいといえる。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施例の一部の結果を示すグラフである。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 重量%で、 C:0.10〜0.18%、 Si:0.40%以下、 Mn:1.
    00〜1.60%、 Nb:0.010 〜0.025 %、Ti:0.010 〜0.020 %、 sol.Al:0.015 〜0.050 %、 N:≦0.0040%、 残部がFeおよび不可避的不純物からなる鋼組成を有する
    鋼片を連続鋳造法によって鋳造し、1150〜1200℃の温度
    範囲に加熱後、圧延をするに際して、Ar3 点以下の温度
    範囲での累積圧下率が20%以上、仕上げ圧延温度(Ar1
    40) ±20℃となるように熱間圧延し、引き続き840 〜87
    0 ℃の温度域で焼ならしを行うことを特徴とする低温靱
    性およびSR後の強度の優れた鋼板の製造方法。
  2. 【請求項2】 前記鋼組成が、さらに、重量%で、 Cu:0.15〜0.35%、Ni:0.10〜0.50%、Cr:0.05〜0.25
    %、Mo:≦0.08から選んだ少なくとも1種類を含有す
    る、請求項1記載の低温靱性およびSR後の強度の優れ
    た鋼板の製造方法。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101956048A (zh) * 2010-09-26 2011-01-26 大连华锐股份有限公司 船用碳锰钢铸件的热处理工艺
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