JPS5896819A - 低温靭性のすぐれたNi低合金鋼板の製造法 - Google Patents

低温靭性のすぐれたNi低合金鋼板の製造法

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JPS5896819A
JPS5896819A JP19275681A JP19275681A JPS5896819A JP S5896819 A JPS5896819 A JP S5896819A JP 19275681 A JP19275681 A JP 19275681A JP 19275681 A JP19275681 A JP 19275681A JP S5896819 A JPS5896819 A JP S5896819A
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JP
Japan
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temperature
rolling
steel
low
curve
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JP19275681A
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English (en)
Inventor
Takeshi Nakamura
剛 中村
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Nippon Steel Corp
Original Assignee
Sumitomo Metal Industries Ltd
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Publication date
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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)
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  • 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、熱間圧延後、直接焼入れし、続いて焼戻し
を行なうことによシ、低温靭性のすぐれたNi低合金鋼
板を製造する方法に関するものである。
近年、焼入れの際の加熱エネルギーを節減するとともに
、能率良く焼入れ鋼板を製造するために、熱間圧延後、
直ちに急冷処理を施して焼入れを行なうことが実施され
つつあり、高張力低合金鋼板の製造にもこの方法が試み
られてきている。
従来、直接焼入れ・焼戻し法、によシ高張力鋼板を゛製
造するには、通常、鋼を完全にオーステナイトになる温
度に加熱し、それから最小の熱損失でオーステナイト再
結晶域にて圧延を完了した後、直ちに焼入れ・焼戻し処
理を施す方法が採用されていた。
しかしながら、このような方法では、一般に、焼入れ性
を良くするために極力圧延仕上げ温度を高くとるように
はしているが、再加熱焼入れ・焼戻し法によシ製造され
る鋼板に比べて焼入れ性が劣り、しかも焼入れ前のオー
ステナイト粒が粗いことによシ、鋼板の低温切欠き靭性
が低くなるという問題点があった。特に、Ni低合金鋼
にこの方法を適用した場合には、Ni量によって適冷オ
ーステナイト領域が広くなっていることから、上述のよ
うな不都合が顕著に現われていた。
本発明者等は、上述のような観点から、直接焼入れ・焼
戻し法の長所、すなわち、圧延直後に再加熱なくして焼
入れを行なうことによシ、製造コストを下げるとともに
生産の能率化を図れるプロセスを損なうことなく、通常
の再加熱焼入れ・焼戻し法で製造される鋼板と同等以上
の性能、特に高靭性をもつ調質N1低合金鋼板の製造法
を見出すべく研究を重ねた結果、Ni低合金鋼に、その
再結晶温度域においてまず圧延を施し、ついで、ユパス
ないしは数パスのオーステナイト未再結晶温度域での圧
延を施すとともに、恒温変態曲線(177曲線)図にお
けるオーステナイト域内で圧延を完了し、直ちに急冷す
ることによって直接焼入れしてから、引き続いて焼戻し
を施すことによって、すぐれた低温靭性を有するN1低
合金高張力鋼板が得られることを知見するに至った。そ
して、その際の、恒温変態曲線(177曲線)図におけ
るオーステナイト域は、圧延時の冷却曲線と鋼の177
曲線よシ決まる式、 但し、T:温度、 zl:鋼の連続冷却中の温度T1における177曲線の
潜伏期時間、 Δt1:圧延冷却曲線のT1−1とT1との間の時間。
によって求まる値が−1,0を越えない最も1.0に近
い温度Tnを下限とし、Tn+200℃および830℃
のうちの低い方の温度を上限とする温度範囲で表わされ
ることを確認した。
なお、上記式は、つぎのような事項に基づいたものであ
る。すなわち、圧延時の連続冷却による。
冷却は、恒温変態と連続冷却変態の関係説明図たる第1
図(a)および但)に示すように、TI + T2 *
 T31・・・・・・の各温度でΔt1.Δt2.Δt
3+・・・・・・・・の時間恒温保持しながら冷却した
ときの、この段階を無限に細かくしたときと同じである
と考えられ、いま、Tl l T2 + T3 *・・
・・・・温度における恒温変態のときの潜伏期をそれぞ
れz、T z2 r zSr・・とすると、連続冷却の
場合は、これらの温度でそれぞれΔ’F+17Z、。
Δt2 /Z 21Δt4/z3.・・・だけ潜伏期を
消費しながら冷却されてゆき、そして、これらの和が1
になったとき潜伏期を全部消費して、変態が始まる。す
なわち、 が満足されたとき変態を開始することとなるのである。
したがって、この発明は上記知見に基いてなされたもの
であって。
C:0.20重量−以下、 Si: 0.05〜0.50重量%、 Mn:0.80重量%、 Ni : 2.0〜10.0重量%、 を含むか、あるいはさらに、 Cr:1.00重量%以下、 Mo:0.50重量%以下、 の1種以上を含有し、 Feおよび不可避不純物:残シ、 からなる組成を有する鋼を、Acs点以上に加熱して完
全オーステナイト化した後、830℃以上で中間厚さま
で初期圧延し、引続いて、圧延時の冷却曲線と鋼のTT
T曲線よシ求まる式、但し、T:温度、 zl:鋼の連続冷却中の温度TiにおけるTTT曲線の
潜伏期時間、 Δt1:圧延冷却曲線のT1−1とT1との間の時間。
の値が1.0を越えない最も1゜0に近い温度Tnを下
限とし、Tn−1−200℃および830℃のうちの低
い方の温度を上限とする温度範囲で30%以上の圧下率
で圧下を行なって調質圧延を終了し、直ちに急冷して直
接焼入れをし、さらに焼戻しを行なうことによって、低
温靭性のすぐれたN1低合金鋼板を製造することに特徴
を有するものである。
このような手段による、圧延過程で生じたオーステナイ
ト粒の微細化と、最終仕上げパス以前の1パス以上の未
再結晶域での圧延によるオーステナイト粒への変形帯の
導入が、直後の直接焼入れにおいてマルテンサイトの結
晶学的最小単位(ブロック)を微細化し、その後の焼戻
し後に得られる鋼板の低温靭性の向上につながるのであ
る。ちなみに、マルテンサイト鋼の靭性は、オーステナ
イト粒度のみならず、ブロックの大きさに依存すること
が一般に知られている。
ついで、この発明において、N1低合金鋼の組成成分量
、圧延処理温度、および圧下率をそれぞれ上記のように
限定した理由を説明する。
a)  C C成分は、鋼に強度を付与するために必要な元素である
゛が、その含有量が0.20重量%を越えると溶接性と
靭性を悪化させるようになることから、その含有量を0
.20重量−以下と限定した。
b)  5i Si成分には、鋼の脱酸作用のほか、強度を向上する作
用があるが、その含有量が0.05重量%未満では前記
作用に所望の効果が得られず、特に脱酸不足を生ずるが
、一方0.50重量%を越えて含有させると靭性が悪化
するようになることから、その含有量を0.05〜0.
50重量%と限定した。
c)  Mn Mn成分は、鋼の強度を向上させるために必要な元素で
あるが、その含有量が0.80重量%を越えると焼戻し
脆化感受性が大きくなることから、その含有量を0.8
0重量%以下と限定した。
d)  Ni N1成分には、鋼の靭性を確保する作用があるが、その
含有量が2.0重量%未満では前記作用に所望の効果を
得ることができず、一方10.0重量%までの添加で十
分な効果が得られるうえ、その量を越えた添加では容認
できる以上のコスト上昇をもたらすことから、その含有
量を2.0〜lo、o電量チと限定した。
e)  Cr Cr成分は、鋼の強度を向上するために必要な元素であ
るが、その含有量が1.00重量%までで十分な効果が
得られるうえ、その量を越えて含有させると溶接性が悪
化し、コストも上昇することからその含有量を1.00
重量%以下と限定した。
f)  M。
Mo成分には、焼戻し脆化を防止するとともに焼入れ性
を増加して鋼の強度を向上させる作用があるが、その含
有量が0.50重量%までで十分な効果が得られるうえ
、その量を越えて含有させるとコストの上昇を招くこと
から、その含有量を0,50重量%以下と限定した。
g)初期圧延の際の加熱温度と圧延温度初期圧延は、圧
延時、オーステナイト再結晶領域で圧下を加えてオース
テナイト粒の細粒化を計るためのものであシ、鋼を完全
オーステナイト化するために、まずAcs点以上に加熱
せねばならず、また、オーステナイト粒を小さくするに
は圧延中に小さなオーステナイト粒を生成する必要があ
シ、830℃以上の温度域でないとオーステナイトが再
結晶しないことから、初期圧延は830℃以上で実施す
る必要がある。そして、上記オーステナイト化温度は高
い方が望ましく、さらに、上述のように圧下によってオ
ーステナイト粒をできるだけ細かくすることが望ましい
ので、830℃以上での圧下率は50%以上が良く、こ
の圧下率で中間厚さまで圧延するのが最適である。
h)オーステナイト未再結晶領域での圧延圧延は、上記
のように再結晶域でのオーステナイトの微細化に続いて
、最終仕上げバス以前の1パス以上のオーステ丈イト未
再結晶域での、オーステナイト粒への変形帯の導入のた
めにも行なう必要がある。
この場合、オーステナイト未再結晶領域の中でも、でき
るだけ低温側で大きな圧下を加えることが望ましく、温
度が高いと回復現象が起シ、焼入れ時に変形帯が少なく
なる。特にN1含有鋼は適冷域が広く、Nl量によって
も、圧延時の冷却速度によっても異るため、TTT曲線
図と圧延時の冷却速度よシ決まる変態点以上で圧延をす
る必要があシ、このようにして十分歪ませたオーステナ
イト粒を焼入れすることによシ、生ずるマルテンサイト
の結晶学的最小単位(ブロック)を微細にし、靭性を向
上させるものであるが、この圧延温度の下限を、先に述
べた式: の値が1,0を越えない最も1.0に近い温度Tnとし
たのは、これよシ低い温度とすると前述のようにフェラ
イトが析出し、オーステナイトから直接マルテンサイト
化できなくなるためであり、一方、この圧延温度の上限
を、上記温度Tn+ 200℃および830℃のうちの
低い方の温度としたのは、この圧延温度は低い方が回復
が遅れて圧延時の歪が焼入れ時にそのまま持ち込まれて
良好なのであるが、前記下限値の温度Tnを基準として
これより200℃以内の範囲、すなわち、Tn+200
℃以内であれば回復もさほど大きくなく、かつ作業も容
易であるということと、オーステナイトの再結晶温度で
ある830℃を越えると歪が残らず再結晶してしまうと
いうこととを考慮した結果の故である。
1)オーステナイト未再結晶領域での圧下率この圧延に
おいては、オーステナイト粒をある程度以上十分に歪ま
せて変形帯を導入し、直後の直接焼入れにおいてマルテ
ンサイトの結晶学的最小単位(ブロック)を微細化する
必要があシ、このためには30%以上の圧下率が必要で
あり、圧下率が30%未満では、強度や靭性向上の効果
が十分に得られない。したがって、その圧下率を30%
以上と限定した。
1ぎに、この発明を実施例によシ比較例と対比しながら
説明する。
実施例 まず、通常の溶解法および鋳造法にて、第1表に示す通
シの成分組成を有するスラブを用意し、これに、同じく
第1表に示した条件の初期圧延、調質圧延、および直接
焼入れ・焼戻しを順次連続して施して本発明鋼板A −
E 、および比較鋼板A〜Cをそれぞれ製造した。なお
、第1表において、比較鋼板Aは調質圧延時の圧下率が
本発明の範囲よシ低い条件で製造されたものであシ、ま
た比較鋼板BおよびCは、調質圧延の温度範囲が本発明
の範囲よシ高い条件で製造した場合のものである。
このようにして得られた鋼板の機械的性質を調べた結果
を第1表に併せて記載した。
第1表に示す結果からも、本発明鋼板A−Eは、いずれ
も比較鋼板A−Cに比して、一段とすぐれた靭性を有し
ていることが明らかである。
上述のように、この発明によれば、低温靭性のすぐれた
N1低合金湊板を、熱間圧延後の直接焼入れ・焼戻しに
よって容易に製造することができ、高品質の低温構造材
を低コストで能率良く提供できるなど工業上有用な効果
がもたらされるのである。
【図面の簡単な説明】
第1図(a)および(b)は、恒温変態と連続冷却変態
との関係を示した説明図である。 第1図 (Q) 十!温イ々−準〒番T間 2

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)  C: 0.20%以下、 Sl: 0.05〜0.50%、 M、−、:o、so%以下、 Ni:2.o〜10.0%、 Feおよび不可避不純物;残り、 (以上重量%)からなる組成を有する鋼を、Ac3点以
    上に加熱した後、830℃以上で中間厚さまで初期圧延
    し、引続いて、圧延時の冷却曲線と鋼の717曲線よシ
    求まる下記の式の値が1.0を越えない最も1.0に近
    い温度Tnを下限とし、Tn−1−200℃および83
    0℃のうちの低い方の温度を上限とする温度範囲で30
    %以上の圧下率で圧下を行なって調質圧延を終了し、直
    ちに急冷して直接焼入れをし、さらに焼戻しを行なうこ
    とを特徴とする、低温靭性のすぐれたN1低合金鋼板の
    製造方法。 但し、T:温度、 zl:鋼の連続冷却中の温度T1における717曲線の
    潜伏期時間、 Δt1゛圧延冷却曲線のT1−1とT1との間の時間。
  2. (2)   C:  0.20 %−以下、Si:0.
    05〜0.50%、 Mn: 0.80チ以下、 Ni:2.O〜10.0%、 を含有するとともに、さらに、 Cr: 1.00%以下、 Mo:0.50%以下、 の1種以上を含有し、 Feおよび不可避不純物、残り、 (以り重量%)からなる組成を有する鋼を、Ac3点以
    上に加熱した後、830℃以上で中間厚さまで初期圧延
    し、引続いて、圧延時の冷却曲線と鋼の177曲線よυ
    求まる下記の式の値が1.0を越えない最も1.0に近
    い温度Tnを下限とし、Tn十200℃および830℃
    のうちの低い方の温度を上限とする温度範囲で30%以
    下の圧下率で圧下を行なって調質圧延を終了し、直ちに
    急冷して直接焼入れをし、さらに焼戻しを行なうことを
    特徴とする、低温靭性のすぐれたN1低合金鋼板の製造
    方法。 但し、T:温度、 zl:鋼の連続冷却中の温度T1における177曲線の
    潜伏期時間、 Δt1:圧延冷却曲線のTI−1とT1との間の時間。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011214099A (ja) * 2010-03-31 2011-10-27 Jfe Steel Corp 強度および低温靭性と脆性亀裂伝播停止特性に優れた低温用Ni含有鋼およびその製造方法
JP2011214098A (ja) * 2010-03-31 2011-10-27 Jfe Steel Corp 強度および低温靭性に優れた9%Ni鋼の製造方法

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5623224A (en) * 1979-08-01 1981-03-05 Kobe Steel Ltd Production of alloy steel for low temperature

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