JPS586926A - 高靭性高張力鋼板の製造方法 - Google Patents

高靭性高張力鋼板の製造方法

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JPS586926A
JPS586926A JP10450981A JP10450981A JPS586926A JP S586926 A JPS586926 A JP S586926A JP 10450981 A JP10450981 A JP 10450981A JP 10450981 A JP10450981 A JP 10450981A JP S586926 A JPS586926 A JP S586926A
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JP
Japan
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steel
toughness
less
rolling
temps
Prior art date
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Pending
Application number
JP10450981A
Other languages
English (en)
Inventor
Kazuaki Matsumoto
和明 松本
Koshiro Tsukada
束田 幸四郎
Kenji Hirabe
平部 謙二
Kazuyoshi Arikata
和義 有方
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JFE Engineering Corp
Original Assignee
NKK Corp
Nippon Kokan Ltd
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Publication date
Application filed by NKK Corp, Nippon Kokan Ltd filed Critical NKK Corp
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Publication of JPS586926A publication Critical patent/JPS586926A/ja
Pending legal-status Critical Current

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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
    • C21D8/02Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of plates or strips

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Heat Treatment Of Steel (AREA)

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】 この発明は、ホウ素[F])を含有する厚鋼板を、熱間
圧延後引続いて加速冷却し、高靭性高張力鋼板を製造す
る方法に関するもので、2相域で圧延を行なった後、鋼
板を低温域まで加速冷却することによシ、その組織を、
加工を受けたフェライトおよびベイナイト・マルテンサ
イトの2相組織にし、従来得られる°ことのなかった高
靭性高張力鋼板を低炭素量で製造せんとするものである
厚鋼板を、熱間圧延後オンライン上で、ある特定温度域
を特定の冷却速度で制御冷却することにより鋼板の変態
組織を改善し、材質向上を図る考えは、既に良く知られ
ており、本出願人も既に特許出願をしている。
従来のこれらの鋼板の制御冷却について説明すると、そ
の1つとしては、特開昭54−21,917号の如< 
Ar3纂変態点以上で熱間圧延を終了した後、直ちに加
速冷却を開始し、Ar、変態点以上から550〜650
℃までの温度における冷却速度を増加させて変態組織を
拡散変態によるフェライト・i4−ライト主体の組織(
熱間圧延まま)から細かく分散した4イナイト+フ工ラ
イト組織に変化せしめ、強度上昇を図ると共に靭性劣化
を防止せんとするものが挙げられる。この場合、冷却速
度の増加あるいは冷却停止温度の低下に伴い、強度は上
昇し、組繊細粒化に応じて靭性劣化は防止されるものの
、熱間圧延がAr3以上で終了しているため冷却速度が
大幅に増加したり冷却停止温度が著しく低下すると組織
中に硬化組織が出現し、靭性を損うため、自ずとその冷
却速度、冷却温度範囲が限定され大幅な強度上昇は望め
ない欠点があった。又これらの圧延条件では当然のこと
ながらセパレーションの発生は少なく、これによる靭性
向上効果を多く望むことは出来ないという欠点もあった
第2の方法としては特開昭557115.924号に開
示されているように未再結晶域温度以下で鋼板を圧延會
するだけでなくγ+α2相域でも圧延を実施し、Ar5
−20℃未満、650℃以上の温度から加速冷却し、5
00℃以上の温度までを加速冷却することを特徴とする
制御冷却法が挙げられる。これはγ十α領域における圧
延で導入されたサラ組織を再整理させないようにするこ
とによシ、高張力化を達成しようとする考えに基づくも
のである。しかしながら冷却停止温度が500°C以下
になった場合については何ら具体的なデータは述べられ
ていない。
又最近熱間連続圧延機において熱延仕上げ時に鋼板をα
+γ組織にしておきこれを急冷し、そのγ相の庵点以下
の温度で巻取シ、フェライト+マルテンサイト系複合組
織とした鋼板について鉄と鋼vo4.65 (1979
) A 189 (古川、森用、遠藤)に報告がある。
しかしながらこのような2相鋼の厚板での製造は未だ知
られていない。      ′。
直接焼入は、圧延後の鋼板を高冷却速度でMs点゛以下
まで焼入れし次いでこれを焼戻すことによシ高材質を得
んとする技術である。この直接焼入れ技術によシ従来再
加熱焼入れによシ製造されていた鋼板がよシ能率的に製
造されるとはいえやはシ焼戻し処理が必要であシ制御冷
却ままで使用出来ないことは製造工程上大きな欠点とい
える。
熱間圧延に際してγ+α2相域において圧下をこれは2
相域で圧下を加えることによシフエライトが加工を受は
硬化し且つ集合組織が発達しセ・ぐレーションが発生し
易くなシ靭性劣化を防止するためと考えら゛れる。
ところで本発明者等はこのような2相域圧延後直ちに鋼
板を3〜b 却しその後空冷する実験を繰返し実施していたところB
を含有する鋼においては、加速冷却開始温度がAr3未
満、Bs以上の範囲に於て加速冷却停止温度が(Bs+
Ms)72以下となると靭性を損うことなく著しい高強
度化が計れることを知見した。こめようにして得られた
鋼板の組織を検討したところこれは加工を受けたフェラ
イトに層状の硬いベイナイトやマルテンサイトが混在し
た2相組織であることが分シ、との愕ナイトやマルテン
サイトが強化に寄与しておシ、同時に加工を受けたフェ
ライトと高硬度のベイナイトやマルテンサイトの強いバ
ンド状組織によシ靭性劣化が防止されると考えられる。
即ち従来技術(特開昭55−115924号)に見られ
る強化とはその機構が異なるのであシ、層状に硬化組織
を出現させるところに特徴がある。
この発明は上記知見に基づいてなされたもので、C: 
0.03〜0.20 wt%、Si : 0.6 wt
%以下、Mn : 0.6〜2.5 wt ’%、5o
lAj : 0.008〜0.10 wt%、B : 
0.0002〜0.010wt q6を基本組成とし、
必要に応じNb : 0.01〜0.1 wt%、V 
: 0.01〜0.15wt%、Ti : 0.01〜
0.15 wt%、Cu : 2.0s(dfi以下、
Cr : 2.Oviet %以下、Ni : 2.O
wt%以下5、Mo : 2.Owt %以下、および
P : 0.3wt%以下の1種または2種以上を含有
し、残部がFe および不可避不純物からなる組成を−
持つ鋼を、未再結晶温度以下で40%以上の累積圧下率
で、しかもその内Ar3点以下で5チ以上の累積圧下率
で圧延し、 の温度までを3〜b 却する高靭性高張力鋼板の製造方法としたことに特徴を
有する。
以下にこの発明において上述のように成分を限定した理
由を述べる。
Cの下限を0.03%としたのはこの種の鋼に必要な強
度を付与するのに少なくとも0.03 %必要であるか
らであシ、上限を0.20 %としたのは、靭性が0.
20 %を越えると著しく不良となるからである。
Si  は固溶強化を通じて高強度化に有効であるが、
多量の添加は靭性を損うので0.6%以下とした。
Mn は鋼に強度を与えるために′必要な元素であるが
、0.604未満ではその効果が小さくなるためこれを
下限とした。又2.5%を−越えると靭性が著しく不良
となるためこれを上限とした。
Atについては、鋼の脱酸には最底0.005%の5o
lAtが必要であるととがらこれを下限とした。
又501AtがO’、10’%を越えると、この効果が
飽和することからこれを上限とした。
Bは焼入性を向上させるために必須な元素であシ、0.
0002%未満ではその効果が小となるためこれを下限
とした。又0.0100%を越えると靭性を劣化させる
のでこれを上限とした。
Pは不純物として鋼材の中に含有されており、耐蝕性を
高めるため添加するものの0.3 %を越えると靭性が
著゛シク不良となることがらこれを上限した。
Cu、Crは主に耐蝕性の点から添加するものの経済的
な点から2.0%を上限とした。
Mo 、 Niは強度・靭性を向上させるために重要な
元素であるが経済的な点から2.0%を上限とした。
歯s V+ T1は、これら□のいずれか1つが0.0
1%以上固溶すると強度・靭性に効果が認められるが、
0’、014未満ではその効果が認められないためこれ
を下限とした。これらはいずれも添加量が犬となると母
材の靭性を劣化させるため上限を規制した。歯について
は0.10 %を越えると母材の靭性が著しく劣化する
ためこれを上限とした。Ti、VについてはNbとほぼ
同様であるがその上限は0.15%まで許される。
次に本発明において上述のように製造条件を限定した理
由を述べる。
r未再結晶温度以下において累積圧下率を40係以上と
したのは次の理由による。即ち、1) 組織の微細化に
よる靭性レベルが基本的にγの微細化と関係するから優
れた靭性レベルを確保するにはγを実質的に微細化する
必要があり、11)微細でないγから加速冷却を行った
場合には最終組織として塊状のベイナイト・マルテンサ
イトが形成され低温靭性を変化させてしまうからである
γ+α2相域での圧下率を5チ以上としたのは、これ以
下ではフェライトの加工量が少なく、圧延方向へのフェ
ライト粒の伸長が少なくなり、又、サブ組織の形成が不
充分となり、強度・靭性の上から効果が小さくなるため
である。
加速冷却速度が3℃/sec未満となると、低温変態組
織が十分に発達せず強度の上昇が殆んど認められなくな
るためこれを下限とした。又30°C/(6)を越える
と鋼板の歪発生が大となるためこれを上限とした。
圧延仕上温度をBs以上としたのは、圧延仕上温度がこ
れ未満となると大幅に圧延能率が低下するためであシ、
又元来転位密度が高いベイナイトに対しては加工の硬化
は小さく、加速冷却の効果が殆んど認められないからで
ある。即ち本発明の鋼板組織は加°工されたフェライト
とベイナイト、マルテンサイトとがバンド状に存在する
ことに意義があるため、Ba未滴の圧延は不要である。
加速冷却停止温度を(Bs十Ms)/2以下としたのは
実施例で見られる如く、この温度以下で靭性劣化を伴な
わない著しい高強度化が認められるためである。これは
加速冷却停止温度をCBs十Ms)/2以下とすると実
際のγ相では成分が濃縮していることもちりBS、MS
  の値はさらに低下していると考えられ、充分な焼入
性が保証され、高硬度のベイナイトあるいはマルテンサ
イトが出現し、鋼板組織が加工されたフェライトと高硬
度のベイナイトあるいはマルテンサイトがバンド状に存
在したものとなるためである。
実施例 供試鋼の化学成分を表1に示す。いずれも250ton
転炉によシ溶製したものである。鋼1はSi−Mn−B
系、鋼2はTi−B系、鋼3はNb −V−B系、鋼4
はNb−B系、鋼5はCu −Ni −Nb−T3系、
鋼6は低C−Mo −Nb −B系、鋼7は高P−高C
r−Mo−B系であシ、鋼8はSt−Mn系である。
表1には圧延途中のAr8、さらにBs、Msのそれぞ
れの計算値を示した。これらは成分によって異な#)A
r3 は729〜810℃、Bsは634〜700℃、
庵は444〜480℃の範囲にある。ここでAr5(Q
)=910−310C−80Mn−20Cu−15Cr
−55Ni−80Mo+0.35(t−8)(三瓶、大
向、小指;鉄と鋼vot67 (1981)P143、
t:板厚w+) Bs(’C)=830−2700−90Mn−700r
−37Ni −83Mo(W、5teven  and
 A、G、Haynes、JISI。
vot183(1956)P349) Ms(’C)=550−3500−40Mn−35V−
20Cr−17Ni−10Cu−10Mo−5W−15
Co−30At(日本鉄鋼協会編、鋼の熱処理、丸首、
昭和44年10月) いずれも成分は(wtチ) 表2には圧延条件、冷却条件と機械的性質を示す。又2
相域の圧下率は計算による圧延途中のArs温度をもと
にして算出した。鋼1〜7の実施例から分るよ°うに含
B鋼では他の化学成分によらず加速冷却停止温度が(B
s+Ms)/2以下となると靭性を損うことなく圧延ま
ま材や(B s 十、Ms )/ 2を越える加速冷却
停止材に比べ著しく Ts が上昇する(第1図には鋼
1,4の例を示す)。又鋼2の実施例から冷却速度が低
い場合材質向上効果が極めて小さいことが分る。さらに
γ未再結晶温度以   11,1下の累積圧下率が40
%未満となると靭性が劣化することが分る。次に鋼1,
3の例から2相域の圧下率が5%未満の場合、やはシ靭
性が劣化することが明らかである。
鋼8の例から明らかなようにBを含有しない鋼Ms+B
s では、冷却停止温度を□以下とした場合であつても大巾
な強度上昇は望めない。
以上説明したように、この発明においては、高靭性であ
り、かつ高張力の鋼板を製造することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は供試鋼の加速冷却停止温度とTs、vTsの関
係を示す図である。 出願人  日本鋼管株式会社 代理人  堤   敬太部(他1名)

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 C: 0.03〜0.20wt%、Si : 0.6w
    t%以下、Mn : 0.6〜2.5 wl %、5o
    lAj : 0.005〜0.10 wtチ、B : 
    0.0002〜0.010wt%ヲ基本組成トシ、必要
    に応じNb : 0.01〜0.1yt%、v二〇、0
    1〜0.15wt%、Ti : 0.01〜0.15 
    wt%、Cu :2,0wt%以下、Cr : 2.O
    wt%以下、Ni : 2.Owt%以下、Mo : 
    2.Owt%以下、およびP : 0.3 wt %以
    下の1種または2種以上を含有し、残部がFeおよび不
    可避不純物からなる組成を持つ鋼を、未再結晶温度以下
    で40%以上の累積圧下率で、し、かもその内Ars点
    以下で5%以上の累積圧下率で圧延し、 前記圧延に引続きBs  以上の温一度からBs+Ms
    以下の温度までを3〜30°C! / secの冷却速
    度で加速冷却することを特徴とする高靭性高張力鋼板の
    製造方法。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4702079A (en) * 1984-10-11 1987-10-27 Toyota Kidosha Kabushiki Kaisha Air-cooled type intercooler for a supercharged internal combustion engine
CN110358967A (zh) * 2019-08-21 2019-10-22 攀钢集团攀枝花钢铁研究院有限公司 厚规格热镀锌复相钢及其生产方法

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5625926A (en) * 1979-08-10 1981-03-12 Nippon Steel Corp Manufacture of high tensile steel

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