JPH11246931A - Steel having ultrafine ferritic structure - Google Patents

Steel having ultrafine ferritic structure

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JPH11246931A
JPH11246931A JP5254598A JP5254598A JPH11246931A JP H11246931 A JPH11246931 A JP H11246931A JP 5254598 A JP5254598 A JP 5254598A JP 5254598 A JP5254598 A JP 5254598A JP H11246931 A JPH11246931 A JP H11246931A
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Japan
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ferrite
steel
austenite
grain boundary
producing
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JP5254598A
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Shiro Toritsuka
史郎 鳥塚
Kaneaki Tsuzaki
兼彰 津崎
Hisashi Nagai
寿 長井
Osamu Umezawa
修 梅沢
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Original Assignee
National Research Institute for Metals
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To refine ferritic grains, to randomize the orientation and to form a steel structure having high strength by specifying the volume ratio of ferrite specified in the average grain size and surrounded by large-angle boundaries and the accumulating degree of ferrite. SOLUTION: A steel structure in which ferrite having <=3.0 μm average grain size and surrounded by large-angle boundaries of >=15 deg. is contained by >=60% volume ratio, and the accumulating degree of the specified orientations 332} <113> and 113} <110> is made to <=4 is formed. This steel is subjected to compression working of >=30% draft at less than the recrystallization temp. into austenite. As for the austenite grain boundaries or the twin crystals in the austenite grains before the transformation, on the part of >=70% per boundary unit length in the linear boundaries on a view from the surface vertical to the boundary face, ruggedness of <=8 μm cycloe and >=200 nm amplitude is formed. After that, cooling is executed at the velocity of >=3 K/s. In the transforming stage, the ferrite composed of large-angle boundaries is not easily combined nor grow to grains, and it remains fine up to a room temp.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この出願の発明は、超微細フ
ェライト組織鋼に関するものである。さらに詳しくは、
この出願の発明は、高強度構造用鋼、そして高強度な一
般溶接構造用鋼等として有用な超微細フェライト組織鋼
とその製造方法に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an ultrafine ferritic steel. For more information,
The invention of this application relates to an ultrafine ferrite structure steel useful as a high-strength structural steel, a high-strength general welded structural steel, and the like, and a method for producing the same.

【0002】[0002]

【従来の技術とその課題】従来、制御圧延−加速冷却技
術は、低合金鋼において、その強度向上に寄与すること
のできる微細なフェライトを得るための有効な方法であ
った。すなわち、オーステナイト未再結晶域における累
積圧下率とその後の冷却速度を制御によって、微細な組
織が得られている。しかし、得られるフェライト粒径は
せいぜいSi−Mn鋼で10ミクロン、Nb鋼で5ミク
ロンが限界であった。さらに、特公昭62−3922
8、特公昭62−7247に述べられているように、2
相域も含めたAr1〜Ar3+100℃の温度域で合計
減面率が75%以上の圧下を加え、その後20K/s以
上で冷却することによって、3.4ミクロン程度のフェ
ライト粒が得られる。特公平5−65564に述べられ
ているように、3ミクロン未満となってくると、極めて
大きな圧下量と冷却速度が40K/s以上が必要であ
る。しかし、20K/s以上の急冷は、板厚が薄い場合
にのみ成り立ち得る手段であり、広く一般溶接構造用鋼
の製造方法としては成立しがたい。
2. Description of the Related Art Conventionally, the controlled rolling-accelerated cooling technique has been an effective method for obtaining fine ferrite which can contribute to the improvement of the strength of a low alloy steel. That is, a fine structure is obtained by controlling the cumulative rolling reduction in the austenite unrecrystallized region and the subsequent cooling rate. However, the grain size of the obtained ferrite was at most 10 microns for Si-Mn steel and 5 microns for Nb steel. Furthermore, Japanese Patent Publication No. 62-3922
8. As described in JP-B-62-7247, 2
By applying a reduction having a total area reduction of 75% or more in a temperature range of Ar1 to Ar3 + 100 ° C. including a phase region, and then cooling at 20 K / s or more, ferrite grains of about 3.4 μm are obtained. As described in Japanese Patent Publication No. H5-65564, when the diameter becomes less than 3 microns, an extremely large reduction amount and a cooling rate of 40 K / s or more are required. However, quenching of 20 K / s or more is a means that can be realized only when the sheet thickness is small, and is not widely applicable as a method for manufacturing general welding structural steel.

【0003】このような事情から、強度向上に寄与する
フェライトの微細化については、従来ではフェライト粒
径を3μm未満とすることは極めて困難であって、実際
的にも実現されていないのが実情である。そしてまた、
制御圧延で、未再結晶域の圧下量を増加させてゆくと以
下のような問題が生じる。すなわち、たとえば図6(鉄
と鋼65(1979)1747−1755)に示すよう
に加工量が大きくなるほど、特定方位{332}<11
3>、{113}<110>の集積度が大きくなり、小
角粒界の割合が大きくなってしまう。仮に3ミクロン程
度まで微細化できたとしても、高強度化や疲労強度の上
昇は微細化によって期待されるほど大きくならないので
ある。また、フェライト粒同志が同一方位を有する確率
が大きくなるため、フェライト粒同志の合体粒成長が生
じやすくなり、微細化そのものも困難になる。この点か
らも、フェライトの微細化は、5μmが限界であった。
[0003] Under these circumstances, it has been extremely difficult to reduce the ferrite grain size to less than 3 µm in the past, and it has not been actually realized to reduce the size of ferrite, which contributes to strength improvement. It is. and again,
If the amount of reduction in the unrecrystallized region is increased by controlled rolling, the following problems occur. That is, for example, as shown in FIG. 6 (iron and steel 65 (1979) 1747-1755), as the amount of processing increases, the specific orientation {332} <11
3> and {113} <110>, and the ratio of small-angle grain boundaries increases. Even if it can be miniaturized to about 3 microns, the increase in strength and the increase in fatigue strength do not become as large as expected by the miniaturization. In addition, since the probability that the ferrite grains have the same orientation is increased, the ferrite grains are likely to unite and grow, and it is difficult to make the ferrite grains finer. From this point, 5 μm was the limit for miniaturization of ferrite.

【0004】従来は生成するフェライトの方位を制御す
る技術が全くないため、フェライト粒の微細化と同時に
フェライトの方位のランダム化を図ることはできなかっ
た。そこで、この出願は、以上のとおりの従来技術の限
界を克服し、フェライト粒の超微細化とその大角粒界
化、ならびに方位のランダム化を実現した、一般溶接構
造用溝等として有用な、新しい超微細フェライト組織鋼
と、これを製造するための方法を提供することを課題と
している。
Conventionally, there is no technique for controlling the orientation of the ferrite to be formed, and it has not been possible to make the orientation of the ferrite random at the same time as miniaturizing the ferrite grains. Therefore, this application has overcome the limitations of the prior art as described above, realized ultra-fine ferrite grains and its large-angle grain boundaries, and realized randomization of orientation, useful as grooves for general welding structures, etc. It is an object of the present invention to provide a new ultrafine ferritic steel and a method for producing the same.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】この出願は、上記の課題
を解決するために、まず第1の発明として、平均粒径が
3.0μm以下で、15°以上の大角粒界に囲まれたフ
ェライトを体積率で60%以上含有し、フェライトの特
定方位の集積度が4以下であることを特徴とする超微細
フェライト組織鋼を提供する。
In order to solve the above-mentioned problems, the present invention is directed to a first invention, in which an average particle size is 3.0 μm or less and is surrounded by a large-angle grain boundary of 15 ° or more. Provided is an ultrafine ferrite structure steel characterized by containing ferrite at a volume ratio of 60% or more and having a specific orientation of ferrite of 4 or less.

【0006】また、この出願は、第2の発明として、オ
ーステナイト鋼を加工して第1の発明の鋼を製造する方
法であって、変態前のオーステナイト粒界が、その粒界
面に対して垂直な面上から見ての線状の粒界において粒
界単位長さ当り70%以上が周期8μm以下、振幅20
0nm以上の起伏を有しているものとすることを特徴と
する超微細フェライト組織鋼の製造方法を提供する。
[0006] The present invention also provides, as a second invention, a method for producing the steel of the first invention by processing austenitic steel, wherein the austenite grain boundary before transformation is perpendicular to the grain interface. In a linear grain boundary as viewed from above, 70% or more per grain boundary unit length has a period of 8 μm or less and an amplitude of 20 μm or less.
Provided is a method for manufacturing an ultrafine ferritic steel, characterized by having undulations of 0 nm or more.

【0007】さらにこの出願は、第3の発明として、オ
ーステナイト鋼を加工して第1の発明の鋼を製造する方
法であって、変態前のオーステナイト粒内の焼鈍双晶
が、その境界に対して垂直な面上から見ての線状境界に
おいて粒界単位長さ当り70%以上が周期8μm以下、
振幅200nm以上の起伏を有しているものとすること
を特徴とする超微細フェライト組織鋼の製造方法を提供
する。
[0007] Further, as a third invention, this application is a method of manufacturing an austenitic steel to produce the steel of the first invention, wherein the annealing twins in the austenite grains before transformation are formed with respect to the boundary. 70% or more per unit length of a grain boundary at a linear boundary as viewed from above a vertical plane has a period of 8 μm or less,
Provided is a method for producing an ultrafine ferritic steel, characterized by having undulations with an amplitude of 200 nm or more.

【0008】そして、この出願は、第4の発明として、
オーステナイト鋼を加工して第1の発明の鋼を製造する
方法であって、オーステナイトの未再結晶温度にて圧下
率30%以上の圧縮加工を加え、加工後に3K/s以上
の速度で冷却することを特徴とする超微細フェライト組
織鋼の製造方法をも提供する。すなわち、以上のとおり
のこの出願の発明によって、これまでに全く知られてい
ない超微細フェライト組織鋼が提供される。
[0008] The present application provides, as a fourth invention,
A method for producing a steel according to the first invention by processing austenitic steel, wherein compression is performed at a non-recrystallization temperature of austenite at a rolling reduction of 30% or more, and then cooled at a rate of 3 K / s or more after the processing. Also provided is a method for producing an ultrafine ferritic structure steel characterized by the above. That is, according to the invention of this application as described above, an ultrafine ferrite structure steel which has not been known at all is provided.

【0009】この超微細フェライト組織鋼は、 1)平均粒径が3.0μm以下であって、15°以上の
大角粒界に囲まれたフェライトを、体積率で60%以上
含有し、 2)フェライトの特定方位の集積度が4以下であること
を要件としている。
This ultrafine ferritic steel has the following features: 1) 60% by volume or more of ferrite surrounded by large-angle grain boundaries of 15 ° or more and having an average grain size of 3.0 μm or less; It is required that the degree of integration of the specific orientation of ferrite be 4 or less.

【0010】このような新しい超微細フェライト組織鋼
については、この出願の発明者の検討によって、フェラ
イトの超微細化とその大角粒界化と方位ランダム化のた
めには、変態前のオーステナイト粒界と変態前のオース
テナイト粒内の焼鈍双晶が起伏を持つこと、すなわち、
直線的ではないことが、超微細化とともに、粒内フェラ
イトと粒界フェライトの方位ランダム化、大角粒界化に
必要であることが見出されたことに基づいている。たと
えば図1に粒界の模式図を示すが、生成するフェライト
はオーステナイトに対してK−Sの関係をもって核生成
するが、さらに、粒界面に対して最密充填面ができるだ
け近い角(φ)を持つように核生成する。するとたとえ
ば図2のように、オーステナイト粒界に起伏を与えて、
オーステナイト粒界面がいろいろな方向を向く場合に
は、生成するフェライトもいろいろな方向を向くことに
なる。すなわち、粒界フェライトの方位ランダム化が進
むことになる。また、加工を受けたオーステナイト粒界
内の変形帯や焼鈍双晶は、粒界に匹敵する核生成サイト
となりえるが、図2の粒界と同様のような凹凸を有する
場合には、生成するフェライトは粒界フェライト同様
に、いろいろな方向を向くことになる。したがって、い
わゆる粒内フェライトの方位もランダム化するのであ
る。
According to the study of the inventor of the present application, for such a new ultrafine ferrite microstructured steel, in order to achieve ultrafine ferrite, its large-angle grain boundaries, and random orientation, the austenite grain boundaries before transformation are used. And that the annealing twins in the austenite grains before transformation have undulations,
It is based on the fact that non-linearity is necessary for ultrafine-graining, randomization of intragranular ferrite and grain boundary ferrite, and large-angle grain boundary formation. For example, FIG. 1 shows a schematic diagram of a grain boundary. The ferrite to be formed nucleates with a relationship of KS with respect to austenite. Nucleation to have Then, for example, as shown in FIG.
When the austenite grain interface faces various directions, the ferrite to be formed also faces various directions. That is, the orientation randomization of the grain boundary ferrite proceeds. Further, the deformed zone and the annealing twin in the processed austenite grain boundary can be nucleation sites comparable to the grain boundary, but they are formed when they have the same irregularities as the grain boundary in FIG. Ferrite, like grain boundary ferrite, is oriented in various directions. Therefore, the orientation of the so-called intragranular ferrite is also randomized.

【0011】このようなオーステナイト粒界やオーステ
ナイト粒内の焼鈍双晶に起伏を持たせることは材料内に
ミクロなひずみ勾配を付与することに他ならない。具体
的なひずみ勾配の付与方法としては、アンビルを用いた
圧縮加工やロール圧延加工等の手段がある。以上の起伏
の存在によって、平均粒径で3.0ミクロン以下で隣接
フェライト粒の方位差角が15°以上の大角粒界を有
し、さらに、特定方位の集積度が4以下のフェライト微
細な組織鋼が可能とされるのである。
Making the annealing twins in the austenite grain boundaries and in the austenite grains undulate is nothing more than imparting a micro strain gradient in the material. As a specific method of imparting a strain gradient, there is a method such as a compression process or a roll rolling process using an anvil. Due to the presence of the above undulations, a ferrite fine grain having an average grain size of 3.0 μm or less, a misorientation angle of adjacent ferrite grains of 15 ° or more, and a specific orientation with a degree of integration of 4 or less is provided. Texture steel is made possible.

【0012】そして、一般に、微細なフェライトはその
変態過程及びその後において、極めて合体、粒成長しや
すいが、大角粒界からなるフェライトは容易に合体、粒
成長せず、微細なまま室温にいたることもこの出願の発
明者により見出されているのでもある。
In general, fine ferrites are extremely easy to coalesce and grow during the transformation process and thereafter, but ferrites composed of large-angle grain boundaries do not easily coalesce and grow and reach fine temperature at room temperature. Have also been found by the inventor of this application.

【0013】[0013]

【発明の実施の形態】以下にこの出願の発明の実施の形
態についてさらに説明する。前記したように、この出願
の第1の発明は、一般溶接構造用鋼として有用な、高強
度の超微細フェライト組織鋼からなるものであるが、こ
のものを製造するためには、オーステナイトを加工する
ことになり、このオーステナイトの加工による製造に際
しては、<A>第2の発明のように、変態前のオーステ
ナイト粒界、<B>第3の発明のように、変態前のオー
ステナイト粒内の変形帯もしくは焼鈍双晶の少くともい
ずれかにおいて、その粒界または境界に対して垂直な面
上から見ての線状の粒界または境界で、粒界単位長さ当
り70%以上が周期8μm以下、振幅200nm以上の
起伏が存在するようにする。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The embodiments of the present invention will be further described below. As described above, the first invention of this application is made of a high-strength ultrafine ferritic steel, which is useful as a general welded structural steel. When the austenite is manufactured by processing, <A> the austenite grain boundary before transformation as in the second invention, and <B> the austenitic grain boundary before transformation as in the third invention. In at least one of the deformation zone and the annealing twin, a linear grain boundary or boundary viewed from a plane perpendicular to the grain boundary or the boundary, in which 70% or more per unit length of the grain boundary has a period of 8 μm. Hereinafter, it is assumed that undulations having an amplitude of 200 nm or more exist.

【0014】この場合の周期や振幅は、たとえば図3に
例示したように、前記の粒界または粒界(α)において
の起伏が、周期(L)8μm以下、振幅(W)200n
m以上であることを意味している。以上の要件は、たと
えばこの出願の第4の発明のように、オーステナイト化
した後に、オーステナイトの再結晶温度以下の未再結晶
温度にて、圧下率30%以上の平面ひずみ圧縮加工を行
うことにより可能となる。そして、加工後には3K/s
以上で冷却することで、前記のとおりの超微細フェライ
ト組織鋼が実現される。
In this case, as shown in FIG. 3, for example, the undulation at the grain boundary or grain boundary (α) has a period (L) of 8 μm or less and an amplitude (W) of 200 n.
m or more. The above-mentioned requirements are satisfied, for example, by performing austenitization and then performing plane strain compression processing with a rolling reduction of 30% or more at a non-recrystallization temperature equal to or lower than the recrystallization temperature of austenite as in the fourth invention of this application. It becomes possible. And after processing, 3K / s
By cooling as described above, the ultrafine ferritic structure steel as described above is realized.

【0015】前記の周期(L)および振幅(W)は、こ
のプロセスにおいて各々、8μm以下、200nm以上
とされる。周期(L)が8μmを越える場合、振幅
(W)が200nm未満の場合には、いずれもこの発明
の超微細フェライト組織鋼を得ることは難しくなる。圧
縮加工の圧下率は30%以上とするが、より好ましくは
50%以上である。そしてその加工のための手段として
は、図4に例示したアンビル(Anvil) 加工が好適なもの
の一つとして例示される。
The period (L) and the amplitude (W) are set to 8 μm or less and 200 nm or more in this process, respectively. When the period (L) exceeds 8 μm and when the amplitude (W) is less than 200 nm, it is difficult to obtain the ultrafine ferrite structure steel of the present invention. The rolling reduction of the compression working is 30% or more, and more preferably 50% or more. As a means for the processing, anvil processing illustrated in FIG. 4 is exemplified as one of suitable means.

【0016】このアンビルを用いた平面歪み圧縮では、
減面率で1パス90%を越える強加工も可能である。そ
して、アンビル加工では、図4に示すように、加工部は
ロール圧延に比べ同じ減面率でも、せん断変形を含む大
きな変形を受けることになる。なお、この出願の発明の
フェライト組織鋼の化学組成については特に限定はな
く、Si,Mn,C,P,S,N,Nb,Ti,V,A
l等を適量な割合で含有するものでよい。ただ、溶接性
を考慮する場合には、C(炭素)については0.3ma
ss%以下とするのが適当である。
In plane distortion compression using this anvil,
Strong machining exceeding 90% in one pass with a reduction in area is also possible. Then, in the anvil processing, as shown in FIG. 4, the processed portion receives a large deformation including a shear deformation even at the same area reduction ratio as compared with the roll rolling. There is no particular limitation on the chemical composition of the ferritic steel of the invention of this application, and Si, Mn, C, P, S, N, Nb, Ti, V, A
1 and the like may be contained at an appropriate ratio. However, when considering weldability, C (carbon) is 0.3 ma.
It is appropriate to set it to ss% or less.

【0017】以上のとおりのこの出願の発明によりラン
ダムな方位を有する平均フェライト粒径で3.0μm以
下の構造用鋼を製造可能になったことは、高強度鋼の製
造に全く新たな方法を与えることになる。しかも、高価
な元素であるNi,Cr,Mo,Cu等を用いることな
く、超微細組織が得られるようになり、高強度鋼の安価
に製造できるようになったことは実用的にも極めて意義
あることである。
As described above, the fact that the structural steel having an average ferrite grain size of 3.0 μm or less having a random orientation and having a random orientation can be produced by the invention of the present application means that a completely new method for producing a high-strength steel. Will give. Moreover, it is extremely practically significant that an ultrafine structure can be obtained without using expensive elements such as Ni, Cr, Mo, and Cu, and high-strength steel can be manufactured at low cost. That is.

【0018】そこで以下実施例を示し、さらに詳しくこ
の発明について説明する。
The present invention will be described in more detail with reference to the following examples.

【0019】[0019]

【実施例】以下の実施例1〜3並びに比較例において
は、表1の鋼種番号1(組成1)の鋼を用いた。
EXAMPLES In the following Examples 1 to 3 and Comparative Examples, steel of steel type number 1 (composition 1) in Table 1 was used.

【0020】[0020]

【表1】 [Table 1]

【0021】(実施例1)組成1の鋼をオーステナイト
化し、その粒径を15ミクロンに調整したものに対し、
750℃で、ひずみ速度10/s、減面率73%のアン
ビル圧縮加工を一度に行った。加工時のオーステナイト
粒界を凍結するために、加工直後に水冷を行い、マルテ
ンサイト変態を生じさせ、マルテンサイト組織を作製し
た。このマルテンサイト組織の旧オーステナイト粒界を
観察したところ、粒界単位長さ当り、85%に明確な凹
凸が存在し、その周期は5.5ミクロン以下、振幅は3
50nm以上であった。次に、同一条件で加工をおこな
い、オーステナイト粒界に上記の凹凸を与えた後、10
K/sで冷却を行った。得られた組織はフェライト−パ
ーライトであった。フェライト組織の平均粒径は直線切
断法で測定したところ2.0ミクロンであった。電子線
後方散乱回折(EBSD)による3次元結晶構造解析に
よって、圧延方向に対して直角な面(TD面)の組織の
方位情報を計測したところ、図5に示すように、フェラ
イトの方位はランダムであり、図5に示すように、せい
ぜい{001}//ND方位の集積度が1.9であるに
すぎなかった。隣接フェライト粒の方位差角15度以上
の大角粒界の割合は、測定面上の粒界長さの比より、9
5%であった。この発明で規定するところのフェライト
の体積率は75%であった。(実施例2)組成1の鋼の
オーステナイト粒径300ミクロンのものに対し、75
0℃で、ひずみ速度10/sで、減面率73%のアンビ
ル圧縮加工を一度に行った。加工時のオーステナイト粒
界を凍結するために、加工直後に水冷を行い、マルテン
サイト変態を生じさせ、マルテンサイト組織を作製し
た。このマルテンサイ組織の旧オーステナイト粒界を観
察したところ、明確な凹凸が存在し、その周期は6.1
ミクロン以下、振幅は300nm以上であった。また、
旧焼鈍双晶を観察したところ、粒界単位長さ当り80%
に明確な凹凸が存在し、その周期は6.2ミクロン以
下、振幅は300nm以上であった。次に、同一条件で
加工をおこない、オーステナイト粒界および粒内の焼鈍
双晶に上記の凹凸を与えた後、10K/sで冷却を行っ
た。得られた組織はフェライト−パーライトであった。
フェライト組織の平均粒径は直線切断法で測定したとこ
ろ2.6ミクロンであった。電子線後方散乱回折(EB
SD)による3次元結晶構造解析によって、圧延方向に
対して直角な面(TD面)の組織の方位情報を計測した
ところ、フェライトの方位はランダムであり、図6に示
すように、せいぜい{001}//ND方位の集積度が
2.1であるにすぎなかった。隣接フェライト粒の方位
差角15度以上の大角粒界の割合は、測定面上の粒界長
さの比より、94%であった。この発明で規定するとこ
ろのフェライトの体積率は75%であった。 (実施例3)組成1の鋼のオーステナイト粒径15ミク
ロンのものに対し、750℃で、ひずみ速度10/s
で、一回で減面率50%のアンビル圧縮加工を行った。
圧下直後に水冷を行い、旧オーステナイトを観察した。
また、圧延後10K/sの冷却速度で冷却し、フェライ
ト−パーライト組織を作製した。フェライト組織の平均
粒径は直線切断法で測定したところ2.4ミクロンであ
った。電子線後方散乱回折(EDSD)を用いた3次元
結晶構造解析法(ODF法)によって、組織の方位情報
を計測したところ、方位の集積度が3.8であった。フ
ェライト粒界にしめる方位差角15度以上の大角粒界の
割合は、測定面上の長さの比より95%であった。旧オ
ーステナイト粒界には、粒界単位長さ当り75%に凹凸
が存在し、その周期は6.9ミクロン以下、振幅は30
0nm以上であった。電子線後方散乱回折法を用いて、
粒界から生成したフェライト粒の方位を測定したとこ
ろ、粒界から生成したフェライト粒の方位は、ランダム
であった。この発明で規定するところのフェライトの体
積率は75%であった。 (比較例)組成1の鋼のオーステナイト粒径30ミクロ
ンのものに対し、無加工のまま水冷を行い、マルテンサ
イト変態を生じさせ、マルテンサイト組織を作製した。
このマルテンサイト組織の旧オーステナイト粒界を観察
したところ、旧オーステナイト粒界は、直線で、周期的
な凹凸はみられず、時折存在する凹凸の振幅は200n
m以下であった。
(Example 1) A steel having a composition 1 was austenitized and its grain size was adjusted to 15 microns.
Anvil compression processing was performed at 750 ° C. at a strain rate of 10 / s and a reduction in area of 73% at a time. In order to freeze the austenite grain boundaries during processing, water cooling was performed immediately after processing to cause martensitic transformation, thereby producing a martensitic structure. Observation of the former austenite grain boundary of this martensite structure revealed that there were clear irregularities at 85% per unit length of the grain boundary, the period was 5.5 μm or less, and the amplitude was 3 μm.
It was 50 nm or more. Next, processing was carried out under the same conditions to give the above-described irregularities to the austenite grain boundaries.
Cooling was performed at K / s. The resulting structure was ferrite-pearlite. The average particle size of the ferrite structure was 2.0 microns as measured by a linear cutting method. When the orientation information of the structure of the plane perpendicular to the rolling direction (TD plane) was measured by three-dimensional crystal structure analysis by electron backscatter diffraction (EBSD), the orientation of the ferrite was random as shown in FIG. As shown in FIG. 5, the degree of integration of the {001} // ND orientation was only 1.9 at most. The ratio of the large-angle grain boundaries having the misorientation angle of 15 degrees or more between adjacent ferrite grains is 9% more than the ratio of the grain boundary length on the measurement surface.
5%. The volume ratio of ferrite specified in the present invention was 75%. (Example 2) For a steel of composition 1 having an austenite grain size of 300 microns, 75
Anvil compression processing was performed at a time at 0 ° C. at a strain rate of 10 / s and a reduction in area of 73%. In order to freeze the austenite grain boundaries during processing, water cooling was performed immediately after processing to cause martensitic transformation, thereby producing a martensitic structure. Observation of the former austenite grain boundary of this martensi structure revealed clear irregularities, and the period was 6.1.
Submicron and amplitude greater than 300 nm. Also,
Observation of old annealing twins revealed that 80% per grain boundary unit length
Had a period of 6.2 μm or less and an amplitude of 300 nm or more. Next, processing was performed under the same conditions, and after giving the above irregularities to the austenite grain boundaries and the annealing twins in the grains, cooling was performed at 10 K / s. The resulting structure was ferrite-pearlite.
The average grain size of the ferrite structure was 2.6 microns as measured by a linear cutting method. Electron backscatter diffraction (EB
When the orientation information of the structure of the plane (TD plane) perpendicular to the rolling direction was measured by three-dimensional crystal structure analysis by SD), the orientation of the ferrite was random, and as shown in FIG. The integration degree of} // ND orientation was only 2.1. The ratio of the large-angle grain boundaries having the misorientation angle of 15 ° or more between adjacent ferrite grains was 94% from the ratio of the length of the grain boundaries on the measurement surface. The volume ratio of ferrite specified in the present invention was 75%. (Example 3) A steel of composition 1 having an austenite grain size of 15 microns was subjected to a strain rate of 10 / s at 750 ° C.
Then, an anvil compression process with a reduction of area of 50% was performed at one time.
Immediately after the reduction, water cooling was performed, and old austenite was observed.
Further, after rolling, it was cooled at a cooling rate of 10 K / s to produce a ferrite-pearlite structure. The average particle size of the ferrite structure was 2.4 microns as measured by a linear cutting method. When the orientation information of the tissue was measured by a three-dimensional crystal structure analysis method (ODF method) using electron beam backscatter diffraction (EDSD), the degree of integration of the orientation was 3.8. The ratio of the large-angle grain boundaries having a misorientation angle of 15 degrees or more to the ferrite grain boundaries was 95% from the ratio of the length on the measurement surface. In the former austenite grain boundary, irregularities exist at 75% per unit length of the grain boundary, the period is 6.9 microns or less, and the amplitude is 30.
It was 0 nm or more. Using electron backscatter diffraction,
When the orientation of the ferrite grains generated from the grain boundaries was measured, the orientation of the ferrite grains generated from the grain boundaries was random. The volume ratio of ferrite specified in the present invention was 75%. (Comparative Example) A steel of composition 1 having an austenite grain size of 30 microns was subjected to water cooling without any processing to cause martensitic transformation to produce a martensitic structure.
Observation of the former austenite grain boundary of this martensite structure revealed that the former austenite grain boundary was straight, no periodic unevenness was observed, and the amplitude of the occasional unevenness was 200 n.
m or less.

【0022】[0022]

【発明の効果】以上詳しく説明したとおり、この出願の
発明により、高強度な一般溶接構造用鋼等として有用
な、新規超微細フェライト組織鋼が提供される。
As described in detail above, the invention of this application provides a novel ultrafine ferritic steel which is useful as a high strength steel for general welded structures.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】オーステナイト粒界でのフェライト成長を模式
的に示した図である。
FIG. 1 is a diagram schematically showing ferrite growth at austenite grain boundaries.

【図2】起伏のあるオーステナイト粒界でのフェライト
の方位を模式的に示した図である。
FIG. 2 is a diagram schematically showing the orientation of ferrite at an undulating austenite grain boundary.

【図3】起伏の周期と振幅を模式的に示した図である。FIG. 3 is a diagram schematically showing the undulation cycle and amplitude.

【図4】アンビル加工について示した概念図である。FIG. 4 is a conceptual diagram illustrating anvil processing.

【図5】実施例1についての方位とその集積度について
示した図である。
FIG. 5 is a diagram illustrating the orientation and the degree of integration in Example 1.

【図6】実施例2についての方位とその集積度について
示した図である。
FIG. 6 is a diagram illustrating the orientation and the degree of integration in Example 2.

【図7】加工量と集積度との関係についての従来の知見
を示した図である。
FIG. 7 is a diagram showing conventional knowledge about the relationship between the processing amount and the degree of integration.

─────────────────────────────────────────────────────
────────────────────────────────────────────────── ───

【手続補正書】[Procedure amendment]

【提出日】平成11年4月5日[Submission date] April 5, 1999

【手続補正1】[Procedure amendment 1]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】特許請求の範囲[Correction target item name] Claims

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction contents]

【特許請求の範囲】[Claims]

【手続補正2】[Procedure amendment 2]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0006[Correction target item name] 0006

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction contents]

【0006】また、この出願は、第2の発明として、第
1の発明の鋼を製造する方法であって、オーステナイト
をその未再結晶温度にて圧下率30%以上の圧縮加工を
加え、変態前のオーステナイト粒界が、その粒界面に対
して垂直な面上から見ての線状の粒界において粒界単位
長さ当り70%以上が周期8μm以下、振幅200nm
以上の起伏を形成し、その後に3K/s以上の速度で冷
することを特徴とする超微細フェライト組織鋼の製造
方法を提供する。
[0006] The present invention also provides, as a second invention , a method for producing the steel of the first invention, which comprises a method of producing austenitic steel.
At a non-recrystallization temperature at a compression rate of 30% or more.
In addition, the austenite grain boundaries before transformation have a period of 8 μm or less and an amplitude of 200 nm in a linear grain boundary as viewed from above on a plane perpendicular to the grain interface, at least 70% per unit length of the grain boundary.
The above undulations are formed, and then cooled at a speed of 3 K / s or more.
To provide a method of manufacturing ultra-fine ferrite structure steel, characterized by retirement.

【手続補正3】[Procedure amendment 3]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0007[Correction target item name] 0007

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction contents]

【0007】さらにこの出願は、第3の発明として、第
1の発明の鋼を製造する方法であって、オーステナイト
をその未再結晶温度にて圧下率30%以上の圧縮加工を
加え、変態前のオーステナイト粒内の焼鈍双晶が、その
境界に対して垂直な面上から見ての線状境界において粒
界単位長さ当り70%以上が周期8μm以下、振幅20
0nm以上の起伏を形成し、その後に3K/s以上の速
度で冷却することを特徴とする超微細フェライト組織鋼
の製造方法を提供する。
The present invention further provides, as a third invention , a method for producing the steel according to the first invention, which comprises a method of producing austenitic steel.
At a non-recrystallization temperature at a compression rate of 30% or more.
In addition, the annealing twins in the austenite grains before transformation have a period of 8 μm or less and an amplitude of 20% or more per grain boundary unit length at a linear boundary viewed from a plane perpendicular to the boundary.
The undulation of 0 nm or more is formed, and then the speed is 3 K / s or more.
The present invention provides a method for producing an ultrafine ferritic structure steel characterized by cooling at a temperature .

【手続補正4】[Procedure amendment 4]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0008[Correction target item name] 0008

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction contents]

【0008】なわち、以上のとおりのこの出願の発明
によって、これまでに全く知られていない超微細フェラ
イト組織鋼が提供される。 ─────────────────────────────────────────────────────
[0008] ie, the invention of this application as described above, this ultra fine ferrite structure steel is not known at all so far is provided. ────────────────────────────────────────────────── ───

【手続補正書】[Procedure amendment]

【提出日】平成11年4月5日[Submission date] April 5, 1999

【手続補正1】[Procedure amendment 1]

【補正対象書類名】図面[Document name to be amended] Drawing

【補正対象項目名】図7[Correction target item name] Fig. 7

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction contents]

【図7】 FIG. 7

フロントページの続き (72)発明者 梅沢 修 茨城県つくば市千現1丁目2番1号 科学 技術庁金属材料技術研究所内Continuation of the front page (72) Inventor Osamu Umezawa 1-2-1 Sengen, Tsukuba, Ibaraki Pref.

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 平均粒径が3.0μm以下で、15°以
上の大角粒界に囲まれたフェライトを体積率で60%以
上含有し、フェライトの特定方位の集積度が4以下であ
ることを特徴とする超微細フェライト組織鋼。
An average particle size is 3.0 μm or less, ferrite surrounded by a large-angle grain boundary of 15 ° or more contains 60% or more by volume, and the degree of integration of a specific orientation of the ferrite is 4 or less. Ultra fine ferrite structure steel characterized by the following.
【請求項2】 オーステナイト鋼を加工して請求項1の
鋼を製造する方法であって、変態前のオーステナイト粒
界が、その粒界面に対して垂直な面上から見ての線状の
粒界において粒界単位長さ当り70%以上が周期8μm
以下、振幅200nm以上の起伏を有しているものとす
ることを特徴とする超微細フェライト組織鋼の製造方
法。
2. The method for producing an austenitic steel according to claim 1, wherein the austenite grain boundary before transformation is a linear grain as viewed from a plane perpendicular to the grain interface. In the grain boundary, a period of at least 70% per unit length of the grain boundary is 8 μm.
Hereinafter, a method for producing an ultrafine ferritic structure steel characterized by having undulations with an amplitude of 200 nm or more.
【請求項3】 オーステナイト鋼を加工して請求項1の
鋼を製造する方法であって、変態前のオーステナイト粒
内の焼鈍双晶が、その境界に対して垂直な面上から見て
の線状境界において粒界単位長さ当り70%以上が周期
8μm以下、振幅200nm以上の起伏を有しているも
のとすることを特徴とする超微細フェライト組織鋼の製
造方法。
3. A method for producing an austenitic steel by processing an austenitic steel according to claim 1, wherein the annealing twins in the austenite grains before transformation have a line viewed from a plane perpendicular to the boundary thereof. A method for producing an ultrafine ferritic steel, characterized in that 70% or more per unit length of a grain boundary has undulations with a period of 8 µm or less and an amplitude of 200 nm or more at a grain boundary.
【請求項4】 オーステナイト鋼を加工して請求項1の
鋼を製造する方法であって、オーステナイトの未再結晶
温度にて圧下率30%以上の圧縮加工を加え、加工後に
3K/s以上の速度で冷却することを特徴とする超微細
フェライト組織鋼の製造方法。
4. A method for producing a steel according to claim 1, wherein said austenitic steel is worked by applying a compression working at a non-recrystallization temperature of austenite at a rolling reduction of 30% or more, and after working at a rate of 3 K / s or more. A method for producing ultrafine ferritic steel, characterized by cooling at a rate.
JP5254598A 1997-09-22 1998-03-04 Steel having ultrafine ferritic structure Pending JPH11246931A (en)

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EP98307632A EP0903412A3 (en) 1997-09-22 1998-09-21 Ultra-fine texture steel and method for producing it
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EP1176217A2 (en) 2000-07-24 2002-01-30 KABUSHIKI KAISHA KOBE SEIKO SHO also known as Kobe Steel Ltd. High-strength hot-rolled steel sheet superior in strech flange formability and method for production thereof

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1176217A2 (en) 2000-07-24 2002-01-30 KABUSHIKI KAISHA KOBE SEIKO SHO also known as Kobe Steel Ltd. High-strength hot-rolled steel sheet superior in strech flange formability and method for production thereof
US6554918B2 (en) 2000-07-24 2003-04-29 Kabushiki Kaisha Kobe Seiko Sho (Kobe Steel, Ltd.) High-strength hot-rolled steel sheet superior in stretch flange formability and method for production thereof

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