JPS59123713A - 溶接性が優れ高い降伏点を有する非調質高張力鋼の製造方法 - Google Patents

溶接性が優れ高い降伏点を有する非調質高張力鋼の製造方法

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JPS59123713A
JPS59123713A JP22765982A JP22765982A JPS59123713A JP S59123713 A JPS59123713 A JP S59123713A JP 22765982 A JP22765982 A JP 22765982A JP 22765982 A JP22765982 A JP 22765982A JP S59123713 A JPS59123713 A JP S59123713A
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steel
cooling
less
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Taneo Hatomura
波戸村 太根生
Chiaki Shiga
千晃 志賀
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JFE Steel Corp
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Kawasaki 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

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  • Materials Engineering (AREA)
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  • 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】 本発明は、溶接性が優れ、高い降伏点を有する非調質高
張力鋼に関するものであり、特に本発明は溶接をともな
い強度50〜t、ok!9r/朋2級高張力厚鋼板、た
とえば溶接構造用鋼板、造船用高張力鋼板、タンクなど
の圧力容器用鋼板金調質処理を施さずに製造する方法に
関するものである。
従来溶接をともない強度左θ〜60kgf/朋2級の高
張力鋼板はNOrma処理、 QT処理によって製造さ
れてきているが、熱処理費等の高騰により製造コストが
高くなるという欠点がある。捷た熱処理を施きない、い
わゆる非調質で高張力化を図る製造方法として制(財)
圧延(以下CRと称す)による方法があるが、 OR″
′cNorma材、QT材に代る程の高張力化を図るた
め(ではCRの圧延仕上げ温度を下げる必要があるため
、圧延能率が著しく低下するばかりか、潜られた鋼板の
7ヤルピ一衝撃破面にはセパレーションが発生し、ユー
ザーに嫌われ適用鋼種の拡大がむずかしいという欠点が
ある。
ORによる上記欠点を改善した低温域までのCRを必要
としないで高張力化を図る製造方法として、圧延後の加
速冷却を施す方法があるが、この加速冷却による方法に
よれば第1図に示すco、oq%。
Mn/、llチを含む鋼板について行った冷却速度と強
度(以1′:′TSと1)Fす)ならびに降伏強閃(以
1;YSと称す)および遷移温度(以上vTrsと称す
)との関係において冷却停止温度による影響かられかる
ように、冷却停止温度がsoo°c未済では冷却速度を
速くするにつれTSは容易に上昇するが、一方YSは冷
却速度を速くすることにより低下し、さらにvTrsも
劣化するという欠点があり、逆に冷却停止温度がSOO
℃す、上では、YSは冷却速度を速くすると上昇し、か
つvTrsも良好になるが、一方TSは冷却速度を速く
しても空冷材にくらベグkg f /闘2Q上昇量にし
かならないことがわかり、上記冷却停止温度が300′
c未満ではNorma材、 QT材の代替片1となり得
る鋼(重はきわめて少なく、また冷却停止ヒ温度が!;
00’(JJ、以上では著しい高張力化は望めないとい
う欠点がありい1だ十分満足されていない。
冷却停止温度が5θO℃未満の場合、冷却停止温度が低
いために加速冷却時間が長くなり鋼板内で冷却むらが生
じやすくなること、さらにベイナイトやマルテンサイト
変態にともなう発熱や膨張量の差により鋼板に歪が生じ
やすくなる欠点があるが、冷却停止温度が500℃以上
の場合は加速冷却時間が短かく、ベイナイトやマルテン
サイト組織が生成しないため鋼板内の歪の発生が少なく
なる。
本発明は上記従来Cつ方法においてみられる欠点を除い
た浴接性が優れ、高い降伏点を有する非調質高張力鋼の
製造方法を提供することを目的とし特許請求の範囲記載
の方法を提供することによって前記目的を達成すること
ができる。
次と本発明の詳細な説明する。
本発明者等は、 CRを施した後直ちに加速冷却を施し
500°C以上で加速冷却を停止してもTSが上昇し高
張力を得ることのできる方法について検討の結果、S0
0°C以上で加速冷却を停止し、その後5θO〜コ00
℃の温度域で圧下率O,S〜70%の範囲内で軽圧下を
施ずことによりTSが著しく上昇することを新規に知見
し本発明に想到した。
次に本発明を実験テータについて説明する。
第2図はCθ、07係、 Mn /、q係を含有する鋼
板をCRを飾した後、10°C/ eθCで6oo°C
1で加速冷却を施し、次いで1I−OOOcにおいて施
したθ〜/2係の範囲内の圧下率とTS 、 YS 、
 vTreとの関係を示したものである。同図によれば
軽圧下を施すことにより、YSの上昇度は圧下率が高く
なるにつれ急上昇し、TSの上昇度と少なくとも同程度
であることがわかる。贅だシャルピー衝撃破面にはセパ
レーションが発生しないという利点があり、さらに圧延
後の加速冷却を施すことによりどうしてもさけられない
冷却むらからなる板の歪を加速冷却停止後の軽圧下を施
すことにより解消するにも有効である。
すなわち圧延後の加速冷却を施すことによりYSとvT
reが向上し、さらに引き続いて冷却停止後に軽圧下を
施すことによりTSの上昇を図ることができるので、加
速冷却と軽圧下を適正に組み合せることによって溶接性
に優れ、高強度と高靭性を有する鋼板を熱処理を施すこ
となくして製造することができ、TB!;0〜AOkg
f/mm2  級の高張力鋼板がNorma材、 QT
材よりも低い炭素当量(以下Ceqと称す)で高い生産
性でかつ安価に得ることができる。
次に本発明の成分組成を限定する理由を説明する。
Cは00OOSチ未満ではωi板の強度が低下し、また
溶接熱影響部(以下HAZと称す)の軟化が大きくなシ
、一方0./夕係を越えると母材靭性が劣化するととも
に溶接部の硬化、耐割れ性の劣化が著しくなるので、C
は0.00!t〜0.lS係の範囲内にする必要がある
Slは鋼精錬時に脱酸上必然的に含有される元素である
が、0./%未綱では母材靭性が劣化し、一方0.5%
を越えると桐の清浄度が劣化し靭性が低下するので、S
lは0. /〜0.左係  の範囲内にする必要がある
Mnはo、 g%未満では鋼板の強度および靭性が低下
し、さらにHAZの軟化が犬きくなり、一方コ、0悌を
越えるとHAZ c/)靭性が劣化するりで、Mnば0
、 g −2,0係の範囲内にする必要がある。
Alは鋼の脱酸上最低Q。005係のAIが固溶するよ
うに添加することが必要であり、一方0゜θg係を越え
るとHAZの靭性のみならず溶接金7属の靭性も著しく
劣化するので、Alは0゜005〜0゜og係の範囲内
にする必要がある。
Sは0゜oog%を越えるとC方向の吸収エネルギーが
著しく低下するので、Sは0.0θg係以下にする必要
がある。
以上が本発明において使用さnる鋼スラブ(1)基本成
分であり、さらに必要によりNi 、 MO、Cu 。
V + Or + Ca + REM vうちから選ば
扛る何れか少なくとも7棟を添加含有させることができ
、それぞれの元素のAIな含有によって後述するように
特有な効果が付加きれる。
NiはHAZの硬化性および靭性に悪い影響を与えるこ
となく母材の強度、靭性全向上させるが1aSチを越え
て添加含有させると製造コストの上昇を招き、また本発
明の1」的ならびに効果を達成するために必要ではない
ので、 Niは0゜s%以下にする。
(、uはN1とほぼ同様の効果があるだけでなく、耐食
性も向上はせるが、o、s%を越えると熱間圧延中にク
ラックが発生しやすくなり、鋼板の表面性状が劣化する
ので、Cuは0.5係以下にする必要がある。
Moは圧延時のγ粒を整粒となし、なおかつ微細なベイ
ナイトを生成するので強、度、靭性を向上させるが、こ
の発明の目的を達成する(fこ(はo、5tfAを越え
て添加する必要はなく、それ以上は製造コストの上昇を
招くので、λ’10は0.古φ以下にする。
Orは鋼板の母材強度と継手部強度確保のために添加さ
れるが、0.5係を越えると母材の靭性ばかりか浴接部
靭性も劣化するので、 Crは0.5係以下にする必要
がある。
■は鋼板の母材強度と靭性向上、継手部強度確保のため
に添加するものであるか、0.0i係未満ではその効果
がなく、一方0.7θ係を越えると母材及び+iAZの
靭性を著しく劣化させるので、■は0.07〜0.10
%の範囲内にする必要がある。
Ca1i o、 oθ2チ未満ではMnSの形態制御に
不十分でC方向の靭性向上に効果がなく、一方〇。01
0係を越えると鋼の清浄度が悪くなり内部欠陥の原因と
なるので、Caば0.002〜0゜θ10係の範囲内に
する必要がある。
REMはo、 oos係未満では]φnsの形態制御に
不十分で鋼板のC方向の靭性向上に有効でなく、−万〇
、o10%を越えると鋼の清浄度が悪くなり、壕だアー
ク溶接面でも不利であるので、 REM u O,oo
s;〜o、o10%の範囲内にする必要がある。
次に本発明の製造条件を限定する理由を説明する。
鋼片の加熱温度をAr3+?0°CからAr3までの未
再結晶γ域で少なくともsO係の圧下率で圧延を施す理
由は、Ar3+70°Cを越える温度域のみの圧延では
、オーステナイト粒を十分に微組化できない。
この圧延による細粒化機構はオーステナイト粒内にフェ
ライト粒となる変形帯を多く生成させることにあるが、
Ar3+70°Cはオーステナイト粒内に変形帯が生成
される上限(1) ?liM度であり、こC/) 偏度
以下で圧延を施すことにより微細粒化し靭性を確保する
ことができ、一方A r 3未満で圧延を施すと7ヤル
ビ一衝撃破面に七ノくレーションが発生するので、鋼片
の圧延温度域はAr3+ 70°C−Ar3の範囲内に
する必要がある。上記温度域における圧下率は、50%
未満ではフェライト粒の細粒化に有効でないので、圧下
率は少なくともsO%にする必要がある。
圧延後直ちに、2〜b 度で加速冷却速度し、その後SOO°C以上の温度域で
加速冷却を停止する理由は、γ→α変態後のフェライト
粒の成長を抑え、さらにノく−ライト組織の一部をベイ
ナイト組織に変態させることにより、主として靭性の向
上およびYSの上昇をさせることにあるが、冷却速度が
λ℃/SeC未満ではフェライト粒の成長を抑制する効
果が少すく、一方30 ’C/eeCを越えろと塊状の
ベイナイト組織が生成して著しく靭性を劣化させるので
、加速冷却速度は2〜30°C/θθCの範囲内にする
必要がある。また停止温度はSOO℃未満ではパーライ
ト組餓とならずマルテンサイト組織が生成され靭性の劣
化およびYSの低下が生じ、30− AOkgf/mm
2級鋼の代替とならないので、冷却停止温度はsoo’
c以上にする必要がある。
冷却停止後SOO°C未満から200°C以上の温度域
で065〜70呪の範囲内で軽圧下金施す理由は、主と
してTSの上昇を目的とするものであるが、SOO℃以
上の軽圧下ではTSの上昇量が少なく、一方〃0°Cよ
り低い温度域で軽圧下を施すと水素の除去が十分出来な
いため水素欠陥が起るので、軽圧下を施す温度域はSO
O℃未満から20θ℃以上の範囲内にする必要がある。
また軽圧下り圧下率は、第二図に示されているように0
.5%未満ではTSの上昇に効果がなく、一方10係を
越えるとvTrsが0℃以上となるので、  SOO°
C未満から200°C以上の温度域における圧下率は0
.5〜70悌の範囲内にする必要がある。
200℃未満(1) eK度域において空冷ないし徐冷
をするのは、水素の除去を容易にし水素欠陥を防止する
ためである。
次に本発明を実施例について説明する 実施例 第1表に成分組成を示す供試鋼種を第2表に示す圧延−
冷却条件に:より処理した鋼板の機械的性質を同表に示
す。
M、−2表に示す実験例7〜には本発明の成分組成を有
するAIの鋼片について種々の圧延−冷却条件により製
造したものであり、第−表によれば、実験例/は圧延後
加速冷却を施しておらず、実験例コは加速冷却後の軽圧
下を施していないため、いずれもTSはso kg f
/−q、z2を満足していないことがわかり、実験例3
はAr3+ 70℃〜Ar3の温度域での圧下率が50
係未満であるためvTreが0°C以上であることがわ
かり、実験例6は冷却停止温度が500°C未満である
ため、軽圧下金節しても鋼板の歪が完全に除去さ扛てい
ないことがわかり、実験例2は徐冷開始温度が200°
C未満であるため含有H3による割れが発生しているこ
とがわかり、実験例とはAr3以下(1)(γ+α)2
相域で圧延を施したためセパレーションが発生している
ことがわかり、実験例y、sは本発明の全ての構成要件
の範囲内において製造をなしたため適用鋼種の拡大の目
標の7つである造船用高張力鋼の規格に示されているY
B3乙kgf/mm”以上、 TBsOkgf/mri
2以上、 vTrsθ℃以下の条件をいずれも十分満足
していること実験例?、10は従来の製造方法であるN
Orma 利’ 。
QT材によるりOゆf/麗2級の比軟鋼の機械的性質を
示しており、本発明鋼CI)Oeqは比較鋼のNorm
a材。
QT材にくらべてθ、oq〜θ。og %も少ないこと
がわかる。
実験例//、/2は本発明V構成要件の範囲内において
製造されており、特に成分組成においてNi。
flu、 Cr、 Ca等を適正に含有しており、いず
れも/、Oky f/、、2級の高張力を満足している
ことがわかり、実験例/3はbOkgf /rnrr?
級のQT材の比較鋼を示しており、本発明鋼の実験例/
/、/;lばCeqにおいてもQT材にくらべ低くなっ
ていることがわかる。
以上実施例からもわかるように本発明の製造方法によれ
ば溶接性が優れ、50〜bo y、g f/mvr2級
の高張力鋼を非調質で安価にかつ安定して得ることがで
きる。
【図面の簡単な説明】
第1図は制御圧延後の加速冷却栄件(冷却速度、冷却停
止温度)が引張り特性とシャルピー衝撃特性におよぼす
影響を示す図、第2図は制御圧延後10℃/θecで6
0θ℃まで加速冷却を施した後、1Ioo℃において施
した種々の軽圧下量が引張り特性と7ヤルビー衝撃特性
におよほす影響を示す図である。 特許出願人 川崎製鉄株式会社 代理人弁理士 村  1)  政  治7 第1図 0.07°10 C−14°/0Mr)啓絆井止シム度 A、C,To     20   30   40飾支
?」廣 °c15 第2図 0.07°/、−1,4°/0Mn ル下牢(400”C)、 ’/。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、  C0,003〜0.15チ、SiO,/〜O,
    S係。 Mn O,g −2,0係、 A10.003−0.0
    1%、So、0Og%以下を含有し、必要によりV、C
    u。 Cr 、 Ni 、 kio 、 Ca 、 RE+1
    Aのなかから選ばれる何れか少なくとも7種を、■にあ
    っては0.07−0.70%、 Cu、 Or、 Ni
    、 MOにあっではそれぞれ0.3%以下、 Caにあ
    ってはo、00.2〜0.010φ、 REMにあって
    はo、 oos〜0.010係含有し、残部F eおよ
    び不可避的不純物よりなる鋼片を、Ar  +70℃か
    らAr3までの温度域で少なくともSO%の圧下率で圧
    延を施し、その後直ちに2〜30°C/ secの冷却
    速度でSOO°C以上の温度まで加速冷却を施し、その
    後SOO℃未満から200℃以上の温度域においてO,
    S〜10チの軽圧下を施し、次いで空冷ないし徐冷する
    ことを特徴とする溶接性が優れ、高い降伏点を有する非
    調質高張力鋼の製造方法。
JP22765982A 1982-12-28 1982-12-28 溶接性が優れ高い降伏点を有する非調質高張力鋼の製造方法 Granted JPS59123713A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6220822A (ja) * 1985-07-19 1987-01-29 Kawasaki Steel Corp 溶接性と低温じん性の優れた非調質高張力鋼板の製造方法
JPH0660489A (ja) * 1992-08-06 1994-03-04 Yamauchi Corp 磁気式トルクリミッタ

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6220822A (ja) * 1985-07-19 1987-01-29 Kawasaki Steel Corp 溶接性と低温じん性の優れた非調質高張力鋼板の製造方法
JPH0660489A (ja) * 1992-08-06 1994-03-04 Yamauchi Corp 磁気式トルクリミッタ

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