JPS5861223A - Z方向材質特性の優れた50Kg/mm↑2級以上の高溶接性非調質高張力鋼の製造方法 - Google Patents

Z方向材質特性の優れた50Kg/mm↑2級以上の高溶接性非調質高張力鋼の製造方法

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JPS5861223A
JPS5861223A JP15991881A JP15991881A JPS5861223A JP S5861223 A JPS5861223 A JP S5861223A JP 15991881 A JP15991881 A JP 15991881A JP 15991881 A JP15991881 A JP 15991881A JP S5861223 A JPS5861223 A JP S5861223A
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steel
less
cooling
rolling
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Ryota Yamaba
山場 良太
Kentaro Okamoto
健太郎 岡本
Yukio Tomita
富田 幸男
Takashi Sasaji
笹治 峻
Koichi Sekiya
関谷 幸一
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Nippon Steel Corp
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Nippon Steel Corp
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21DMODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D8/00Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 不発明は2方向材′X特性の優れた50v−級以上の高
溶接性非調質高張力鋼の製造方法に関するものである。
50T4/Wj級以上の非調質^張カー板は造船、橋梁
、建築、産業機械等に広く使用されている。この場合鋼
板に要求される材質特性としては規定の強度、低温靭性
と共にa接性と2方向材質特性に優れてiることが要求
される。
しかしながら、一般に強jfを高める丸めの合金元素の
添加社靭性、溶接性を損i、靭性改善の焼ならし熱処j
!l#1強度を損なうとiうように、強度、靭性、溶接
性の同時抜IFi必ずしも6易でない。
従来か\る鋼板の製造方法としていわゆる制御圧延法が
採用さnてきた。特に鍛近は二相域圧延法なども開発さ
れ、制御圧延による鋼材の材質特性&’llは著しい。
これらの方法では圧延終了はAr1点直上あるいは直下
でかなり低温となり、これによプ結晶粒の微細化あるい
は集合組織の活用により扁強縦。
高vJ性t−祷るものであるが、溶接性の指標の一つで
あるOeq  の低減について#i限界があり、を九圧
延層状組織が顕著になり溶接構造材料として重要な特性
でめる2方向材質特性が劣化するという欠点がある。更
に加えて1通常の圧延に比べ圧延能率の低下が着しいも
のである。
そこで、従来よりも低Oeq化し丸鋼を用い制御圧延後
強制冷却を行って一層の成分低減のもとての馬強度高靭
性1倚る取組が盛んに行なわれている。
このような圧延後の強制冷却は、高g1度を得るのに効
果的ではあるが適切な管理ポイントによる冷却制御音材
なわな−と低温変態組織を導入して硬化し、靭性劣化を
もたらし、且つ材質ノ層うツキを大きいものにする。そ
の丸め一般には制御圧延後の強制冷却速度の上@を抑え
るとともに制御圧延管強化してより低温側で圧延し、そ
の鏝の強制冷却による強度上昇をろまシ大きくしな一方
法が採られるが、この場合4Z方向特性の劣化は大であ
ると共に圧tA能能率低下も大きい・不発明は以上の如
き問題を有利に解決するためなされたものでその要旨と
するところは、C:(LO3−(120%、  8i:
  0.05 〜0.60−1 M鳳=(L6〜15 
s、  T、AI: 0.005〜α1 %、O@q:
α40%以下を基本成分とし、必要に応じて上記基本成
分に加えてNb:α1%以下、■:α1−以下、Ti:
0.15S以下、Nj:(L511を下&MO: 0.
5 %以下、Ou:0.5S以下、Or:αSS以下の
範囲で1檀または2棟以上含有し、残部鉄及び不可避的
不純物よシなる鋼を、9!$0−1200℃に加熱し、
熱間圧延に2いて900℃からAr1点の間で60チ以
下の累積圧下を行ない、この熱間圧延に引きつづき人r
1点以上から15し箇以上の冷却速度で加速冷゛却し4
00〜600℃の間で   □加熱冷却を停止し、その
後放冷することを特徴とする2方向材′JK特性の優れ
た501m−級以上の高′#1接性非y4買^張力鋼の
製造方法に関するものである。
但し、上記C・qの計算式は次による。
不発明者等は種々の制御圧延−強制冷却材の砿械的性質
の変化を調べた結果、制御圧延後の強制冷却に際し15
 VgM、程度以上の強冷却を行なうと硬化による靭性
劣化を生じて良好な特性が得られないという従来の知見
に対し、鋼の化学組成とスラブ加熱漏f、装置の制御圧
延および冷却停止一度を適切に組み合せれば、1!i′
c、−以上の冷却速度による強冷却であっても健勝組織
が自動的に焼!!4される結果2方向材質l#性を劣化
させること危く低温靭性の向上と引張強さ、降伏点の向
上をもたらし、かつ従来鋼よ)成分低下をIJ能ならし
め従来の制御圧地材に優るとも劣らない高靭性と一層の
高溶接性を有する2方向材質特性に優れた50(−以上
級の非調質高張力鋼t−得ることに成功し丸ものである
この場合、圧延後のオーステナイトst*粒とし且つ鋼
板の2方向材質特性を劣化させないために、スラブ加熱
m度は950〜1200℃とすると共に熱間圧延におい
ては900℃〜Arc点間で60−以下の累積圧下率に
制限することが必要であるO またこれによって通常の側御圧延法に比して圧延能率は
格段に向上する。
その後151以上の冷却速度で急冷することにより大幅
な引張強さの上昇およびその後400〜600℃で冷却
停止し放冷することにより、整粒オーステナイトから得
られ九フエライトーノぞ−ライト−ベーナイト混合組織
が自動焼戻し効果で焼戻され、低温靭性の改善をもたら
すと共に焼戻しによる降伏点の上昇効果、更に析出硬化
元素が添加されている場合には析出硬化によシ一層の降
伏点上昇をもたらし、溶接構造用として十分な高靭性゛
、高溶接性、高2方向@*%性を有するs OKg/j
級以上の非5lll質高張力鋼を祷ることができる。
次に本発明における成分固定理由を述べる・0#′i鋼
の靭性2よび溶接性を確保する丸め、上陵を、α20f
Aとし、下限については強&確保4ためα03−とする
8直は脱酸のためα051g以上は必要であるが多くな
ると溶装性を阻害する丸め上Uをα61Gとする。
Mmは強度確保〇九めα6−以上は必要であるが多くな
ると#接柱を阻害する丸め上Psを25−とすゐ。
T、ム渥は脱酸の九め及び窒化物を形成し細粒化作用を
得る丸めにはαoo5−以上は必要であるが、多くなる
と鋼中に介在物が多くなりナぎ鋼の性質を悪化させる光
めαis以下とする。
上記のような本発明における必須の基本成分〇*に、本
発明では要求される鋼の特性に応じて、以下の元J10
111オ走はzm以上を選択的に含有させることができ
る。
Nb及び丁1はオーステナイト着の細粒化並びに自動−
戻し時の析出硬化に有用で6って添加されるが多くなる
七潰iI性t−阻害する丸め夫々J:隈をαl−及びα
15嘩以下とする。
)    v!i析出硬化に有用で添加されるが多くな
ると#l接性を阻害するためα1チ以下とする。
Niは低温靭性の改善に有用であるが高価な元素である
九め、α5優以下とする。
Moは強度上昇に有用であるが高価な元素である九めα
5%以下とする。
Ouは強度上昇及び耐食性向上に有用であるが多くなる
と鋼表面にヒビ割れ疵が発生する九めO2S嘩以下とす
る。
Orは耐食性向上に有用であるが多くなると低ma性、
溶接柱′fr1害する九めα5−以下とする。
Oj qt−α4嘩以下とするのはこれ以上になると強
度が上がりすぎること及び高溶接性が得られなφため制
限される。
次に加熱、圧延、冷却条件につiて述べる。
加熱温度d1200℃を超える高価になると粒が粗大化
するため1200℃以下とするが、下限は人1変態以上
で十分溶体化する温度として9JSO℃以上とする。好
ましくFi950〜1150℃が良−0 熱間圧延条件1900c〜人r1点間において累積圧下
率ft60n以下とし九のはオーステナイト籾t−整細
粒とし且つ鋼板2方向材質特性を劣化させなiためでT
oシ、好ましくは累横圧下車#140〜50優が良i。
このような加熱条件と、従来の制御圧延に比して軽度な
熱関圧嬌秦件とを組合せて採用し九ことによ〉圧延層状
組織の発生が有効適切にFJ止される・そのN釆、本発
明の11’を目的である高2方向材質特性鏝保に大きく
寄4するとともに従来の制御圧延に比して圧延能率を著
しく高めることが可能でるる。
次に冷却開始11度をAr3以上としたのは初析7エツ
イトーオーステナイト域からの強制冷却は建りロ組織O
均一性、低iia性上好オしくな−えめAr1以上とし
え。
加速冷却の冷却速度は、冷却−自動焼戻し後高**を得
る丸めに15ル一以上とする必要があり。
好ましくは20ty−以上が良い。
加速冷却の冷却停止温度及びその談の放冷#i整tnt
−スftイトから得られた7エツイトー 1? −2イ
ト−ベーナイト混合組織rオートテンノ臂−で焼戻すに
必要な温度範囲として400−600tl:に限定した
ものであり、400C未満では低温靭性が劣化しオート
テンパーが不十分で降伏点上昇も望めなtn、600t
l:超になるとオートテンパーの温度が高くなりすぎ強
度低下が大きくなる。
析出強化元索管含有する鋼の場合はオートテンパー−に
よる析出硬化にょシ一層の降伏点向上が達成される。こ
のようなことから冷却停止温度は400〜600℃とし
たが好ましくは450〜550Cが良り。
次に実j11fI′t−比較例とともに挙げる。
次の第1表に示す化学成分を有する@A 、 B・0を
用いて第2表に示す加熱−圧延−冷却条件にて板厚25
■の厚鋼板を製造した。得られた鋼板の材質特性を併せ
て第2表に示す。
第 1 異  化学成分 (謝I) 6、□2 :マキ1−Fは1【                
    −″   。
まコしI 第2表から明らかであるが、@板NO,AIは加熱I!
度が烏過ぎvTrsが低い・ 同A2r!900〜人r1間の累積圧下率及び冷却速度
が不発明外で従来の制御圧延を示し引張強さ及びRAg
が低い。
同A3は冷却速kが遅い九め’lifが低い、A4は冷
却停止tせず室−まで冷却してしtつたもので降伏点引
張強さの上昇大であるがwTrm及びRAiが極端に悪
い。
同A6は冷却停止温度が300℃と低−ためオートテン
パーによる十分な焼戻しが得られずvTrs及びRAx
が悪い。
同A8は冷却停止11度が高過「た九めφ降伏点及び引
張強さの低下が発生して−る。
−Blは900=Ars間の圧下率及び冷却速度が不発
明外であるため引張強さが低(BAgも悪い。
同B2#i冷却停止をせずilsまで冷却してしまった
−ので降伏点及び引張強さが高くなりす「マTrs1!
−RA冨が極端Kg化して―る。
同B4は冷却停止温度が300’Cと低くオートテンパ
ー−による十分な焼戻しが得られずwTrmと& A 
s # Ijk’vs @ 同B6は冷却速度が遅−こと及び冷却停止湿度が高過ぎ
降伏点及び引張強さの低下が発生してiる。
同C1は加熱−圧延−冷却の各条件#i本発明を満足し
ているが0・qがα42と高目に外れて−る九め降伏点
、引張強さの上昇が大きくマTr−及びaA1がa趨に
悪化して−る。
これら比#flK比して不発明法に従っ丸鋼榎NへAS
 、A7 、A9AびB3 、B5(D各鋼板は50−
一級及びfAOV−級として理想的な降伏点、引張強さ
を有し、かう^マTrmとともに高BAxilH遍成し
て−る。
次に本発明法によIll造した鋼板の#接柱の評価結果
t’JI31!に示す 第  31N 第3表から明白なタロ〈不発明法により製造され九−板
は高溶接性を具備している。
以上詳細に説明したように不発明製造法は化学組成とス
ラブ加熱温If%@度の制御圧延および冷却停止iai
’を適切に組合わせれば、 15′CAc以上の強冷却
であっても変態組織が自動的rcfs戻され2方向材X
%性を劣化させることなく低111flJ性の向上と引
張強さ、降伏点の向上をもたらし、かつ低Oeq化を可
能とし、従来の制御圧延材に劣らない島靭性と−f―の
411醪接性を有する2方向材質特性の良い5QV−級
以上の非IJ41jjjIIII張力鋼の製造上可能と
し虎ものであり、工業的にその効果の大きい発明である
代理人 弁理士  秋 沢 政 光 他  2  名

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)  0 : 0.03〜a2011!、84: 
    α05−(LIO−@ Ma :αl〜!51!、’r
    、ム1:α005〜α1−10・f:α4g!以下を基
    本成分とし。 必要に応じて上記基本成分に加えてNb:α111以下
    、V:alllG以下、T1:α15−以下、NjSa
    5−以下、Me:αS*以下、0曽:αS−以下、Or
    :α8Ls以下の範囲で1種または21s以上含有し、
    残部鉄及び不可避的不純物よシなる鋼を%950〜1!
    0OCK加熱し。 熱関圧mKお−て900℃からAts点の間で60−以
    下の累積圧下を行な−、この熱間圧延に引きりづきムロ
    点以上から15℃々以上の冷却速駅で加速冷却し400
    〜600℃の間で加速冷却を停止し、その後放冷するこ
    と1*黴とする2方向材質特性の優れ丸!$0ICf/
    sJ級以上の高溶接性非vI4賀扁張力鋼の製造方法。 但しOe q 計算式は次による O e 4 =O+  /s + ”会+Or4+Mo
    /4゛+シ 十N′/ ロ  40
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