JPH11172368A - 溶接性および耐海水性に優れた高張力鋼及びその製造方法 - Google Patents
溶接性および耐海水性に優れた高張力鋼及びその製造方法Info
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- JPH11172368A JPH11172368A JP33428697A JP33428697A JPH11172368A JP H11172368 A JPH11172368 A JP H11172368A JP 33428697 A JP33428697 A JP 33428697A JP 33428697 A JP33428697 A JP 33428697A JP H11172368 A JPH11172368 A JP H11172368A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】溶接性が良く、耐海水性に優れた構造用鋼材を
提供する。 【解決手段】重量比で、Ｃ：０．０３〜０．１０％，Ｓ
ｉ：０．１〜０．６％，Ｍｎ：０．４〜１．５％，Ｃ
ｕ：０．２〜０．６％，Ｎｉ：０．０５〜０．５％，Ｃ
ｒ：０．５〜１．５％，Ａｌ：０．３〜２．０％を含
み、残部がＦｅおよび不可避的不純物からなり、かつ下
式で表される溶接割れ感受性組成Ｐｃｍが０．２２％以
下である溶接性および耐海水性に優れた高張力鋼。 Ｐｃｍ＝Ｃ＋Ｓｉ／３０＋Ｍｎ／２０＋Ｃｕ／２０＋Ｎ
ｉ／６０＋Ｃｒ／２０＋Ｍｏ／１５＋Ｖ／１０＋５Ｂ
提供する。 【解決手段】重量比で、Ｃ：０．０３〜０．１０％，Ｓ
ｉ：０．１〜０．６％，Ｍｎ：０．４〜１．５％，Ｃ
ｕ：０．２〜０．６％，Ｎｉ：０．０５〜０．５％，Ｃ
ｒ：０．５〜１．５％，Ａｌ：０．３〜２．０％を含
み、残部がＦｅおよび不可避的不純物からなり、かつ下
式で表される溶接割れ感受性組成Ｐｃｍが０．２２％以
下である溶接性および耐海水性に優れた高張力鋼。 Ｐｃｍ＝Ｃ＋Ｓｉ／３０＋Ｍｎ／２０＋Ｃｕ／２０＋Ｎ
ｉ／６０＋Ｃｒ／２０＋Ｍｏ／１５＋Ｖ／１０＋５Ｂ
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、各種港湾施設、護
岸施設、河口堰等や船舶のバラストタンク等の溶接構造
物に用いられる溶接性及び耐海水性に優れた高張力鋼お
よびその製造方法に関する。
岸施設、河口堰等や船舶のバラストタンク等の溶接構造
物に用いられる溶接性及び耐海水性に優れた高張力鋼お
よびその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、港湾施設の整備や海洋開発等によ
り、桟橋、ブイなどの港湾施設や、護岸施設、河口堰の
水門等に使用される耐海水性に優れた鋼材の需要が増え
る傾向にある。鋼材の耐海水性を高め、構造物の耐久性
を向上させる方法としては、従来より普通鋼を対象とし
たカソード防食や重防食被覆、ステンレス鋼の適用があ
るほか、合金元素の添加により耐海水腐食性を高めた耐
海水鋼の適用が行われてきた。
り、桟橋、ブイなどの港湾施設や、護岸施設、河口堰の
水門等に使用される耐海水性に優れた鋼材の需要が増え
る傾向にある。鋼材の耐海水性を高め、構造物の耐久性
を向上させる方法としては、従来より普通鋼を対象とし
たカソード防食や重防食被覆、ステンレス鋼の適用があ
るほか、合金元素の添加により耐海水腐食性を高めた耐
海水鋼の適用が行われてきた。
【０００３】合金元素の添加により耐海水腐食性を高め
た耐海水鋼としては、例えば特公昭４９−２５５２７号
公報にはＣｕ，Ｃｒ，Ａｌ，Ｎｉの添加により強固な錆
層を形成させて耐海水性を向上させる方法が開示されて
いる。また、特開昭４９−５２１１７号公報にはＣｒ，
Ａｌの添加により炭化物を微細に分布させ、耐海水性を
向上させる方法が示されている。しかしながら、これら
は合金元素を多量に含有するため、溶接時の低温割れを
防止するためには予熱を行う必要がある。また、特開昭
６３−１４９３５５号公報、特開平１−７９３４６号公
報、特開平２−１３８４４０号公報、特開平２−１３８
４４１号公報には、Ａｌや希土類元素を含有する耐海水
鋼が示されている。しかしながら、Ａｌの大量添加は加
工性を劣化させるととももに、希土類元素の添加はコス
ト増を招き、工業生産を行う場合、鋼材を安価かつ大量
に安定供給するのは困難である。さらに、特開昭５９−
１０７０６４号公報、特開平６−２６４１７６号公報に
はＰを添加して耐海水性を向上させた鋼材が示されてい
る。Ｐによる耐食性の向上効果はよく知られているが、
一方で溶接時の高温割れが起きやすくなるという問題が
ある。
た耐海水鋼としては、例えば特公昭４９−２５５２７号
公報にはＣｕ，Ｃｒ，Ａｌ，Ｎｉの添加により強固な錆
層を形成させて耐海水性を向上させる方法が開示されて
いる。また、特開昭４９−５２１１７号公報にはＣｒ，
Ａｌの添加により炭化物を微細に分布させ、耐海水性を
向上させる方法が示されている。しかしながら、これら
は合金元素を多量に含有するため、溶接時の低温割れを
防止するためには予熱を行う必要がある。また、特開昭
６３−１４９３５５号公報、特開平１−７９３４６号公
報、特開平２−１３８４４０号公報、特開平２−１３８
４４１号公報には、Ａｌや希土類元素を含有する耐海水
鋼が示されている。しかしながら、Ａｌの大量添加は加
工性を劣化させるととももに、希土類元素の添加はコス
ト増を招き、工業生産を行う場合、鋼材を安価かつ大量
に安定供給するのは困難である。さらに、特開昭５９−
１０７０６４号公報、特開平６−２６４１７６号公報に
はＰを添加して耐海水性を向上させた鋼材が示されてい
る。Ｐによる耐食性の向上効果はよく知られているが、
一方で溶接時の高温割れが起きやすくなるという問題が
ある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】このように、従来の耐
海水鋼は、耐食性を十分に発現させかつ構造用鋼として
の強度を確保するために溶接性の点で問題がある。本発
明が解決しようとする課題は、溶接性が良く、耐海水性
に優れた構造用鋼材を提供することである。
海水鋼は、耐食性を十分に発現させかつ構造用鋼として
の強度を確保するために溶接性の点で問題がある。本発
明が解決しようとする課題は、溶接性が良く、耐海水性
に優れた構造用鋼材を提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記目的
を達成するために鋼材の成分と溶接性、製造方法につい
て鋭意検討した。その結果、優れた耐海水性と溶接性を
両立するためには、Ｃ量および合金元素量の適正化、お
よび構造用鋼としての強度を確保するための加速冷却の
適用が有効であることを見いだした。
を達成するために鋼材の成分と溶接性、製造方法につい
て鋭意検討した。その結果、優れた耐海水性と溶接性を
両立するためには、Ｃ量および合金元素量の適正化、お
よび構造用鋼としての強度を確保するための加速冷却の
適用が有効であることを見いだした。
【０００６】すなわち、本発明はこれらの知見に基づい
てなされたもので、 （１）重量比で、Ｃ：０．０３〜０．１０％，Ｓｉ：
０．１〜０．６％，Ｍｎ：０．４〜１．５％，Ｃｕ：
０．２〜０．６％，Ｎｉ：０．０５〜０．５％，Ｃｒ：
０．５〜１．５％，Ａｌ：０．３〜２．０％を含み、残
部がＦｅおよび不可避的不純物からなり、かつ下式で表
される溶接割れ感受性組成Ｐｃｍが０．２２％以下であ
る溶接性および耐海水性に優れた高張力鋼。
てなされたもので、 （１）重量比で、Ｃ：０．０３〜０．１０％，Ｓｉ：
０．１〜０．６％，Ｍｎ：０．４〜１．５％，Ｃｕ：
０．２〜０．６％，Ｎｉ：０．０５〜０．５％，Ｃｒ：
０．５〜１．５％，Ａｌ：０．３〜２．０％を含み、残
部がＦｅおよび不可避的不純物からなり、かつ下式で表
される溶接割れ感受性組成Ｐｃｍが０．２２％以下であ
る溶接性および耐海水性に優れた高張力鋼。
【０００７】Ｐｃｍ＝Ｃ＋Ｓｉ／３０＋Ｍｎ／２０＋Ｃ
ｕ／２０＋Ｎｉ／６０＋Ｃｒ／２０＋Ｍｏ／１５＋Ｖ／
１０＋５Ｂ （２）重量比で、Ｃ：０．０３〜０．１０％，Ｓｉ：
０．１〜０．６％，Ｍｎ：０．４〜１．５％，Ｃｕ：
０．２〜０．６％，Ｎｉ：０．０５〜０．５％，Ｃｒ：
０．５〜１．５％，Ａｌ：０．３〜２．０％を含み、さ
らに、Ｎｂ：０．００５〜０．１％，Ｖ：０．００５〜
０．３％，Ｔｉ：０．００５〜０．１０％のうち１種ま
たは２種以上を含み残部がＦｅおよび不可避的不純物か
らなり、かつ下式で表される溶接割れ感受性組成Ｐｃｍ
が０．２２％以下である溶接性および耐海水性に優れた
高張力鋼。
ｕ／２０＋Ｎｉ／６０＋Ｃｒ／２０＋Ｍｏ／１５＋Ｖ／
１０＋５Ｂ （２）重量比で、Ｃ：０．０３〜０．１０％，Ｓｉ：
０．１〜０．６％，Ｍｎ：０．４〜１．５％，Ｃｕ：
０．２〜０．６％，Ｎｉ：０．０５〜０．５％，Ｃｒ：
０．５〜１．５％，Ａｌ：０．３〜２．０％を含み、さ
らに、Ｎｂ：０．００５〜０．１％，Ｖ：０．００５〜
０．３％，Ｔｉ：０．００５〜０．１０％のうち１種ま
たは２種以上を含み残部がＦｅおよび不可避的不純物か
らなり、かつ下式で表される溶接割れ感受性組成Ｐｃｍ
が０．２２％以下である溶接性および耐海水性に優れた
高張力鋼。
【０００８】Ｐｃｍ＝Ｃ＋Ｓｉ／３０＋Ｍｎ／２０＋Ｃ
ｕ／２０＋Ｎｉ／６０＋Ｃｒ／２０＋Ｍｏ／１５＋Ｖ／
１０＋５Ｂ （３）請求項１または２に記載の鋼を１０００℃以上１
３００℃以下に加熱し、９００℃以上で熱間圧延を開始
した後、８５０℃以下７００℃以上で熱間圧延を終了
し、引き続き冷却速度２℃／秒以上で加速冷却して６５
０℃以下４００℃以上で加速冷却を停止して、主たる組
織をフェライトとベイナイトの２相組織とすることを特
徴とする溶接性および耐海水性に優れた高張力鋼の製造
方法。
ｕ／２０＋Ｎｉ／６０＋Ｃｒ／２０＋Ｍｏ／１５＋Ｖ／
１０＋５Ｂ （３）請求項１または２に記載の鋼を１０００℃以上１
３００℃以下に加熱し、９００℃以上で熱間圧延を開始
した後、８５０℃以下７００℃以上で熱間圧延を終了
し、引き続き冷却速度２℃／秒以上で加速冷却して６５
０℃以下４００℃以上で加速冷却を停止して、主たる組
織をフェライトとベイナイトの２相組織とすることを特
徴とする溶接性および耐海水性に優れた高張力鋼の製造
方法。
【０００９】
【発明の実施の形態】次に、本発明にかかる鋼材の各成
分の添加理由および添加量を限定した理由を説明する。 Ｃ：Ｃは最も安価な元素で構造用鋼としての強度を得る
のに有効な元素である。０．０３％未満の添加では構造
用鋼としての十分な強度が得られにくい。また、耐食性
向上元素であるＣｕ，Ｃｒ等とともに添加した場合、
０．１０％を越えると溶接時の低温割れが生じやすくな
り、溶接性が劣化する。したがって、Ｃの範囲を０．０
３％以上０．１０％以下に限定した。
分の添加理由および添加量を限定した理由を説明する。 Ｃ：Ｃは最も安価な元素で構造用鋼としての強度を得る
のに有効な元素である。０．０３％未満の添加では構造
用鋼としての十分な強度が得られにくい。また、耐食性
向上元素であるＣｕ，Ｃｒ等とともに添加した場合、
０．１０％を越えると溶接時の低温割れが生じやすくな
り、溶接性が劣化する。したがって、Ｃの範囲を０．０
３％以上０．１０％以下に限定した。
【００１０】Ｓｉ：Ｓｉは鋼材の強度、溶鋼の予備脱酸
に必要であると同時に、耐海水性を向上させる元素であ
る。耐海水性を向上させるためには、０．１％以上の添
加が必要である。０．６％を超える過剰の添加は、鋼材
の靱性、溶接ＨＡＺ靱性を劣化させる。したがって、Ｓ
ｉ量は０．１％以上０．６％以下に限定した。
に必要であると同時に、耐海水性を向上させる元素であ
る。耐海水性を向上させるためには、０．１％以上の添
加が必要である。０．６％を超える過剰の添加は、鋼材
の靱性、溶接ＨＡＺ靱性を劣化させる。したがって、Ｓ
ｉ量は０．１％以上０．６％以下に限定した。
【００１１】Ｍｎ：Ｍｎは鋼材の強度を確保するため、
必要な元素である。０．４％未満の添加では強度が不足
するだけでなく、多量の合金元素の添加が必要となり、
経済性の点で不利である。また、１．５％を超えて添加
すると、板厚中央が著しく脆化する。したがって、Ｍｎ
の範囲を０．４％以上１．５％以下に限定した。
必要な元素である。０．４％未満の添加では強度が不足
するだけでなく、多量の合金元素の添加が必要となり、
経済性の点で不利である。また、１．５％を超えて添加
すると、板厚中央が著しく脆化する。したがって、Ｍｎ
の範囲を０．４％以上１．５％以下に限定した。
【００１２】Ｃｕ：Ｃｕは耐海水性を向上させる重要な
元素である。０．２％未満の添加ではその効果が十分得
られない。また、０．６％を越える添加では圧延時に割
れや疵が発生するという問題がある。したがって、Ｃｕ
の範囲を０．２％以上０．６％以下に限定した。
元素である。０．２％未満の添加ではその効果が十分得
られない。また、０．６％を越える添加では圧延時に割
れや疵が発生するという問題がある。したがって、Ｃｕ
の範囲を０．２％以上０．６％以下に限定した。
【００１３】Ｎｉ：Ｎｉは耐孔食性を向上するととも
に、Ｃｕ添加に伴う疵の発生を抑制する。０．０５％未
満の添加ではその効果が十分得られない。また、０．５
％を越えて添加しても、その効果が飽和するだけでなく
経済性の点で不利である。したがって、Ｎｉの範囲を
０．０５％以上０．５％以下に限定した。
に、Ｃｕ添加に伴う疵の発生を抑制する。０．０５％未
満の添加ではその効果が十分得られない。また、０．５
％を越えて添加しても、その効果が飽和するだけでなく
経済性の点で不利である。したがって、Ｎｉの範囲を
０．０５％以上０．５％以下に限定した。
【００１４】Ｃｒ：ＣｒはＣｕと同様に耐海水性を向上
させる重要な元素である。０．５％未満の添加ではその
効果が十分得られない。また、１．５％を越える添加で
は孔食を発生しやすくなるばかりでなく、溶接性を劣化
させる。したがって、Ｃｒの範囲を０．５％以上１．５
％以下に限定した。
させる重要な元素である。０．５％未満の添加ではその
効果が十分得られない。また、１．５％を越える添加で
は孔食を発生しやすくなるばかりでなく、溶接性を劣化
させる。したがって、Ｃｒの範囲を０．５％以上１．５
％以下に限定した。
【００１５】Ａｌ：ＡｌはＣｕ，Ｃｒと同様、耐海水性
を向上させる元素であり、特にＣｕ，Ｃｒとの複合添加
によりその効果は大きいとともに、耐孔食性も向上す
る。０．３％未満の添加ではその効果が十分でなく、
２．０％以上の添加では加工性を劣化させる。したがっ
て、Ａｌの範囲を０．３％以上２．０％以下に限定し
た。
を向上させる元素であり、特にＣｕ，Ｃｒとの複合添加
によりその効果は大きいとともに、耐孔食性も向上す
る。０．３％未満の添加ではその効果が十分でなく、
２．０％以上の添加では加工性を劣化させる。したがっ
て、Ａｌの範囲を０．３％以上２．０％以下に限定し
た。
【００１６】また、上記の成分の他に、必要に応じてＮ
ｂ，Ｖ，Ｔｉのうちの１種又は２種以上を添加すること
ができる。Ｎｂ：Ｎｂは圧延前加熱時のオーステナイト
粒を微細化することにより、強度を向上させ、かつ靱性
を向上させるために添加する。０．００５％未満の添加
では効果がなく、０．１％を越える添加では効果が飽和
する。したがって、Ｎｂの範囲を０．００５％以上０．
１％以下とした。
ｂ，Ｖ，Ｔｉのうちの１種又は２種以上を添加すること
ができる。Ｎｂ：Ｎｂは圧延前加熱時のオーステナイト
粒を微細化することにより、強度を向上させ、かつ靱性
を向上させるために添加する。０．００５％未満の添加
では効果がなく、０．１％を越える添加では効果が飽和
する。したがって、Ｎｂの範囲を０．００５％以上０．
１％以下とした。
【００１７】Ｖ：Ｖは強度の上昇に有効な元素である。
しかし、０．００５％未満の添加では効果がなく、０．
３％を越える添加では溶接性が劣化する。したがって、
Ｖの範囲を０．００５％以上０．３％以下とした。
しかし、０．００５％未満の添加では効果がなく、０．
３％を越える添加では溶接性が劣化する。したがって、
Ｖの範囲を０．００５％以上０．３％以下とした。
【００１８】Ｔｉ：Ｔｉは圧延前加熱時のオーステナイ
ト粒を微細化することにより、強度を向上させ、かつ靱
性を向上させるとともに、溶接ＨＡＺ部の組織粗大化を
抑制してＨＡＺ靱性の向上に寄与する元素である。０．
００５％未満の添加では効果がなく、０．１％を越える
添加では効果が飽和するばかりか、溶接の冷却過程でＴ
ｉＣが析出しＨＡＺ靱性の劣化を招く。したがって、Ｔ
ｉの範囲を０．００５％以上０．１％以下とした。
ト粒を微細化することにより、強度を向上させ、かつ靱
性を向上させるとともに、溶接ＨＡＺ部の組織粗大化を
抑制してＨＡＺ靱性の向上に寄与する元素である。０．
００５％未満の添加では効果がなく、０．１％を越える
添加では効果が飽和するばかりか、溶接の冷却過程でＴ
ｉＣが析出しＨＡＺ靱性の劣化を招く。したがって、Ｔ
ｉの範囲を０．００５％以上０．１％以下とした。
【００１９】さらに、本発明では優れた溶接性を確保す
るために、溶接割れ感受性組成Ｐｃｍの値を規定してい
る。図１は上に述べた各成分範囲を満足する種々の組成
の耐海水性を有する鋼材について、ｙ形溶接割れ試験を
実施した結果を示す。本図より、Ｐｃｍが０．２２％以
下の範囲では溶接割れ防止予熱温度が２５℃であるのに
対し、０．２２％を越える範囲では溶接割れ防止予熱温
度は５０℃以上となっている。したがって、溶接割れ感
受性組成Ｐｃｍの値を０．２２％以下とした。
るために、溶接割れ感受性組成Ｐｃｍの値を規定してい
る。図１は上に述べた各成分範囲を満足する種々の組成
の耐海水性を有する鋼材について、ｙ形溶接割れ試験を
実施した結果を示す。本図より、Ｐｃｍが０．２２％以
下の範囲では溶接割れ防止予熱温度が２５℃であるのに
対し、０．２２％を越える範囲では溶接割れ防止予熱温
度は５０℃以上となっている。したがって、溶接割れ感
受性組成Ｐｃｍの値を０．２２％以下とした。
【００２０】次に本発明鋼の製造方法について説明す
る。まず、上述の成分組成の鋼を１０００〜１３００℃
に加熱する。加熱温度を１０００℃以上としたのは添加
した元素がオーステナイト中に十分に固溶し、かつ良好
な熱間加工性を得るためである。また、１３００℃を越
える温度に加熱すると、オーステナイト粒が著しく粗大
化し靱性の劣化を招くため、加熱温度は１３００℃以下
とした。次に、９００℃以上で熱間圧延を開始した後、
８５０℃以下７００℃以上で熱間圧延を終了する。９０
０℃以上で熱間圧延を開始する理由は、加熱により粗大
化したオーステナイト粒を再結晶により細粒化するため
である。８５０℃以下７２０℃以上で熱間圧延を終了す
る理由はオーステナイトの未再結晶域もしくはフェライ
ト・オーステナイト二相域での圧延により冷却過程で析
出するフェライトを細粒とし、強度および靱性を確保す
るためである。圧延終了後は冷却速度２℃／ｓｅｃ以上
で加速冷却し、６５０℃以下４００℃以上で加速冷却を
停止する。圧延終了後に加速冷却するのは、フェライト
変態温度域をすみやかに通過させて第２相をベイナイト
とし、高張力鋼としての強度を得るためであり、冷却速
度２℃／ｓｅｃ未満ではその効果が得られないので、冷
却速度は２℃／ｓｅｃ以上とした。冷却停止温度が６５
０℃を越えるとベイナイト組織が得られにくく、十分な
強度の確保が望めない。また、冷却停止温度が４００℃
未満では組織がマルテンサイトとなり、焼戻し熱処理な
しでは靱性の劣化が生じる。したがって、加速冷却の停
止温度は６５０℃以下４００℃以上とした。
る。まず、上述の成分組成の鋼を１０００〜１３００℃
に加熱する。加熱温度を１０００℃以上としたのは添加
した元素がオーステナイト中に十分に固溶し、かつ良好
な熱間加工性を得るためである。また、１３００℃を越
える温度に加熱すると、オーステナイト粒が著しく粗大
化し靱性の劣化を招くため、加熱温度は１３００℃以下
とした。次に、９００℃以上で熱間圧延を開始した後、
８５０℃以下７００℃以上で熱間圧延を終了する。９０
０℃以上で熱間圧延を開始する理由は、加熱により粗大
化したオーステナイト粒を再結晶により細粒化するため
である。８５０℃以下７２０℃以上で熱間圧延を終了す
る理由はオーステナイトの未再結晶域もしくはフェライ
ト・オーステナイト二相域での圧延により冷却過程で析
出するフェライトを細粒とし、強度および靱性を確保す
るためである。圧延終了後は冷却速度２℃／ｓｅｃ以上
で加速冷却し、６５０℃以下４００℃以上で加速冷却を
停止する。圧延終了後に加速冷却するのは、フェライト
変態温度域をすみやかに通過させて第２相をベイナイト
とし、高張力鋼としての強度を得るためであり、冷却速
度２℃／ｓｅｃ未満ではその効果が得られないので、冷
却速度は２℃／ｓｅｃ以上とした。冷却停止温度が６５
０℃を越えるとベイナイト組織が得られにくく、十分な
強度の確保が望めない。また、冷却停止温度が４００℃
未満では組織がマルテンサイトとなり、焼戻し熱処理な
しでは靱性の劣化が生じる。したがって、加速冷却の停
止温度は６５０℃以下４００℃以上とした。
【００２１】こうして得られた鋼材は、主たる組織がフ
ェライトとベイナイトの混合組織であり、構造用鋼とし
て良好な機械的性質を有するのみならず、溶接性に優れ
ている。
ェライトとベイナイトの混合組織であり、構造用鋼とし
て良好な機械的性質を有するのみならず、溶接性に優れ
ている。
【００２２】
【実施例】次に本発明の実施例を説明する。表１に、供
試鋼の化学成分を示す。鋼Ａ〜Ｆは本発明範囲内の鋼組
成を有し、鋼Ｇ〜Ｊは本発明範囲外の鋼組成を有する。
これらの成分を有する鋼塊を溶製し、２５０ｍｍ厚の鋳
片とした後、１０５０℃〜１２５０℃に加熱して熱間圧
延を行った。その後、引き続き加速冷却を行い、厚さ２
５ｍｍの鋼板とした。このときの鋼板の製造条件を表２
に示す。得られた鋼板について、引張試験、シャルピー
衝撃試験、ｙ形溶接割れ試験、および空気飽和人工海水
中での浸漬腐食試験を実施した。これらの結果を、鋼板
のミクロ組織とともにあわせて表３に示す。
試鋼の化学成分を示す。鋼Ａ〜Ｆは本発明範囲内の鋼組
成を有し、鋼Ｇ〜Ｊは本発明範囲外の鋼組成を有する。
これらの成分を有する鋼塊を溶製し、２５０ｍｍ厚の鋳
片とした後、１０５０℃〜１２５０℃に加熱して熱間圧
延を行った。その後、引き続き加速冷却を行い、厚さ２
５ｍｍの鋼板とした。このときの鋼板の製造条件を表２
に示す。得られた鋼板について、引張試験、シャルピー
衝撃試験、ｙ形溶接割れ試験、および空気飽和人工海水
中での浸漬腐食試験を実施した。これらの結果を、鋼板
のミクロ組織とともにあわせて表３に示す。
【００２３】浸漬試験条件 空気飽和人工海水：ＡＳＴＭ Ｄ１１４１で規定 空気吹き込み量：５００ｍｌ／ｍｉｎ 試験温度：２０℃ 比液量：１００ｍｌ／ｃｍ2 溶液交換頻度：１週間毎 試験片表面状態：＃３２０研磨 化学成分、製造条件とも本発明の範囲内である鋼番Ａ−
１，Ａ−２，Ａ−３，Ｂ−１，Ｂ−２，Ｃ−１，Ｃ−
２，Ｄ−１，Ｄ−２，Ｄ−３，Ｅ−１，Ｆ−１は高張力
鋼としての機械的性質を満たしており、ｙ形溶接割れ試
験では予熱温度２５℃でも割れは発生していない。ま
た、腐食速度は、従来要求されている０．０５ｇ／ｍ2
・ｈｒ未満よりも更に優れた０．０４ｇ／ｍ2 ・ｈｒ未
満であり、良好な耐海水性を有している。これに対し、
冷却速度が本発明の範囲外の板番Ａ−４は、溶接性及び
耐海水性に優れているものの強度が不足している。ま
た、冷却停止温度が本発明の範囲外の板番Ｂ−３はフェ
ライトとマルテンサイト主体のミクロ組織となり、溶接
性及び耐海水性に優れているものの靱性が劣化してい
る。また、仕上温度が本発明の範囲外の板番Ｄ−４は微
量フェライトとベイナイト主体の組織となり、溶接性及
び耐海水性に優れているものの靱性が劣化している。ま
た、各元素は本発明の範囲内であるがＰｃｍが０．２２
％を越えている鋼番Ｇ−１、およびＣ量とＰｃｍが本発
明の範囲外の鋼番Ｈ−１は、ｙ形溶接割れ試験において
予熱温度２５℃で割れが発生している。さらに、耐海水
性に重要なＣｕ，Ｃｒ，Ａｌ量が本発明の範囲外である
鋼番Ｉ−１，Ｊ−１は腐食速度が０．０７ｇ／ｍ2 ・ｈ
ｒを越えており、耐海水鋼としての特性を有していな
い。
１，Ａ−２，Ａ−３，Ｂ−１，Ｂ−２，Ｃ−１，Ｃ−
２，Ｄ−１，Ｄ−２，Ｄ−３，Ｅ−１，Ｆ−１は高張力
鋼としての機械的性質を満たしており、ｙ形溶接割れ試
験では予熱温度２５℃でも割れは発生していない。ま
た、腐食速度は、従来要求されている０．０５ｇ／ｍ2
・ｈｒ未満よりも更に優れた０．０４ｇ／ｍ2 ・ｈｒ未
満であり、良好な耐海水性を有している。これに対し、
冷却速度が本発明の範囲外の板番Ａ−４は、溶接性及び
耐海水性に優れているものの強度が不足している。ま
た、冷却停止温度が本発明の範囲外の板番Ｂ−３はフェ
ライトとマルテンサイト主体のミクロ組織となり、溶接
性及び耐海水性に優れているものの靱性が劣化してい
る。また、仕上温度が本発明の範囲外の板番Ｄ−４は微
量フェライトとベイナイト主体の組織となり、溶接性及
び耐海水性に優れているものの靱性が劣化している。ま
た、各元素は本発明の範囲内であるがＰｃｍが０．２２
％を越えている鋼番Ｇ−１、およびＣ量とＰｃｍが本発
明の範囲外の鋼番Ｈ−１は、ｙ形溶接割れ試験において
予熱温度２５℃で割れが発生している。さらに、耐海水
性に重要なＣｕ，Ｃｒ，Ａｌ量が本発明の範囲外である
鋼番Ｉ−１，Ｊ−１は腐食速度が０．０７ｇ／ｍ2 ・ｈ
ｒを越えており、耐海水鋼としての特性を有していな
い。
【００２４】
【表１】
【００２５】
【表２】
【００２６】
【表３】
【００２７】
【発明の効果】以上の実施例から明らかなように、本発
明によれば、高張力鋼としての十分な機械的性質を有
し、かつ溶接性および耐海水性に優れた鋼材を経済的に
大量に製造することができる。
明によれば、高張力鋼としての十分な機械的性質を有
し、かつ溶接性および耐海水性に優れた鋼材を経済的に
大量に製造することができる。
【図１】耐海水性を有する高張力鋼について、溶接割れ
感受性組成Ｐｃｍとｙ形溶接割れ試験における割れ発生
防止予熱温度の関係を示す図。
感受性組成Ｐｃｍとｙ形溶接割れ試験における割れ発生
防止予熱温度の関係を示す図。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 松田 穣 東京都千代田区丸の内一丁目１番２号 日 本鋼管株式会社内
Claims (3)
- 【請求項１】 重量比で、Ｃ：０．０３〜０．１０％，
Ｓｉ：０．１〜０．６％，Ｍｎ：０．４〜１．５％，Ｃ
ｕ：０．２〜０．６％，Ｎｉ：０．０５〜０．５％，Ｃ
ｒ：０．５〜１．５％，Ａｌ：０．３〜２．０％を含
み、残部がＦｅおよび不可避的不純物からなり、かつ下
式で表される溶接割れ感受性組成Ｐｃｍが０．２２％以
下である溶接性および耐海水性に優れた高張力鋼。 Ｐｃｍ＝Ｃ＋Ｓｉ／３０＋Ｍｎ／２０＋Ｃｕ／２０＋Ｎ
ｉ／６０＋Ｃｒ／２０＋Ｍｏ／１５＋Ｖ／１０＋５Ｂ - 【請求項２】 重量比で、Ｃ：０．０３〜０．１０％，
Ｓｉ：０．１〜０．６％，Ｍｎ：０．４〜１．５％，Ｃ
ｕ：０．２〜０．６％，Ｎｉ：０．０５〜０．５％，Ｃ
ｒ：０．５〜１．５％，Ａｌ：０．３〜２．０％を含み
更に、Ｎｂ：０．００５〜０．１％，Ｖ：０．００５〜
０．３％，Ｔｉ：０．００５〜０．１０％のうち１種ま
たは２種以上を含み残部がＦｅおよび不可避的不純物か
らなり、かつ下式で表される溶接割れ感受性組成Ｐｃｍ
が０．２２％以下である溶接性および耐海水性に優れた
高張力鋼。 Ｐｃｍ＝Ｃ＋Ｓｉ／３０＋Ｍｎ／２０＋Ｃｕ／２０＋Ｎ
ｉ／６０＋Ｃｒ／２０＋Ｍｏ／１５＋Ｖ／１０＋５Ｂ - 【請求項３】 請求項１または２に記載の鋼を１０００
℃以上１３００℃以下に加熱し、９００℃以上で熱間圧
延を開始した後、８５０℃以下７００℃以上で熱間圧延
を終了し、引き続き冷却速度２℃／秒以上で加速冷却し
て６５０℃以下４００℃以上で加速冷却を停止して、主
たる組織をフェライトとベイナイトの２相組織とするこ
とを特徴とする溶接性および耐海水性に優れた高張力鋼
の製造方法。
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|---|---|---|---|
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Applications Claiming Priority (1)
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| JP33428697A JP3783378B2 (ja) | 1997-12-04 | 1997-12-04 | 溶接性および耐海水性に優れた高張力鋼及びその製造方法 |
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| JPH11172368A true JPH11172368A (ja) | 1999-06-29 |
| JP3783378B2 JP3783378B2 (ja) | 2006-06-07 |
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|---|---|---|---|
| JP33428697A Expired - Fee Related JP3783378B2 (ja) | 1997-12-04 | 1997-12-04 | 溶接性および耐海水性に優れた高張力鋼及びその製造方法 |
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|---|---|
| JP (1) | JP3783378B2 (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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-
1997
- 1997-12-04 JP JP33428697A patent/JP3783378B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| US10760149B2 (en) | 2013-01-24 | 2020-09-01 | Baoshan Iron & Steel Co., Ltd. | Highly corrosion-resistant, high strength, A1-containing weathering steel plate and process of manufacturing same |
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