JPS59200724A - 溶接部の靭性がすぐれた低温用鋼の製造法 - Google Patents
溶接部の靭性がすぐれた低温用鋼の製造法Info
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- JPS59200724A JPS59200724A JP7463283A JP7463283A JPS59200724A JP S59200724 A JPS59200724 A JP S59200724A JP 7463283 A JP7463283 A JP 7463283A JP 7463283 A JP7463283 A JP 7463283A JP S59200724 A JPS59200724 A JP S59200724A
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-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING 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
- C21D8/00—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment
- C21D8/02—Modifying 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。
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、溶接部の靭性がすぐれた低温用鋼の製造法に
関するものである。
関するものである。
LPGのタンク、タンカーのような低温構造物に使用さ
れる鋼には、低温靭性が重要な材質特性であるが、溶接
部の脆性破壊の発生と母材の破壊伝播を防止する溶接部
の高靭性材料が要求されている。しかし、これまでの低
温構造物用鋼の′@接部および溶接熱影響部は、浴接時
の高温度の熱影響を受けて、結晶粒が粗大化し、靭性ヲ
看しく低下する問題があった。この問題は粒の粗大化と
島状マルテンサイトの生成に原因し、この問題を防止す
るため鋼中Nの低減、結晶粒の細粒化を計っている。し
かし鋼中Nの低減化は製鋼技術の問題から限界があり、
また溶接?ンド部の結晶粒の細粒化は高温度の熱影響を
受けて期待できるものでなかった。
れる鋼には、低温靭性が重要な材質特性であるが、溶接
部の脆性破壊の発生と母材の破壊伝播を防止する溶接部
の高靭性材料が要求されている。しかし、これまでの低
温構造物用鋼の′@接部および溶接熱影響部は、浴接時
の高温度の熱影響を受けて、結晶粒が粗大化し、靭性ヲ
看しく低下する問題があった。この問題は粒の粗大化と
島状マルテンサイトの生成に原因し、この問題を防止す
るため鋼中Nの低減、結晶粒の細粒化を計っている。し
かし鋼中Nの低減化は製鋼技術の問題から限界があり、
また溶接?ンド部の結晶粒の細粒化は高温度の熱影響を
受けて期待できるものでなかった。
本発明は、上記のような問題から母材と共に溶接部の靭
性がすぐれた低温用鋼の製造法を提供することを目的と
するもので、極低N量にして少量のBを含有する鋼をあ
る条件の制到圧延をし続いて焼戻する製造法である。詳
しくはC:0.02〜0.16tI)、Si :0.0
5〜0.7%、Mn :0.5−1.6%、P:0.0
15%以下、S : 0.0005−0.004% 、
At: 0.01−0.1係、 B : 0.000
5−0.002%、N:0.004%以下を含有し、さ
らに必要によッテはTi : 0.003−0.02
’Iy 、 Zr :0.003〜0.02%の1種ま
たは2種を含有し、かっCeq:0.4係以下で残部が
実質的に鉄からなる鋼片を、温度900〜1100℃に
加熱して800℃以下の圧下率が30係以上の圧延を行
なった後3’OO℃以下までを10〜b 400〜650℃に加熱して焼戻す浴接部の靭性がすぐ
れた低温用鋼の製造法である・ 以下本発明の製造法について詳細に説明する。
性がすぐれた低温用鋼の製造法を提供することを目的と
するもので、極低N量にして少量のBを含有する鋼をあ
る条件の制到圧延をし続いて焼戻する製造法である。詳
しくはC:0.02〜0.16tI)、Si :0.0
5〜0.7%、Mn :0.5−1.6%、P:0.0
15%以下、S : 0.0005−0.004% 、
At: 0.01−0.1係、 B : 0.000
5−0.002%、N:0.004%以下を含有し、さ
らに必要によッテはTi : 0.003−0.02
’Iy 、 Zr :0.003〜0.02%の1種ま
たは2種を含有し、かっCeq:0.4係以下で残部が
実質的に鉄からなる鋼片を、温度900〜1100℃に
加熱して800℃以下の圧下率が30係以上の圧延を行
なった後3’OO℃以下までを10〜b 400〜650℃に加熱して焼戻す浴接部の靭性がすぐ
れた低温用鋼の製造法である・ 以下本発明の製造法について詳細に説明する。
本発明は転炉、電気炉など通常の溶解炉を使用して溶製
された溶鋼を造塊・分塊法または連続鋳造法によって鋼
片を製造する。鋼片の鋼成分組成は上記したように、C
は鋼の強度を向上する有効な成分として添加するもので
、0、O2係未満では溶接構造用鋼として必要な強度が
得られず、また0、 16 %を超える過剰な含有量で
は溶接部に島状マルテンサイトを析出して鋼の靭性f:
署しく劣化させる。Stはm鋼の脱酸元素として有効で
あるが、本発明のよう々圧延鋼においては溶接部@性成
分として0.74以下に規制する必要がある。Mnは鋼
の強度を向上する成分として0.5係以上を添加する必
要があるが、過剰な含有量では溶接部の靭性を阻害する
。したがってMnは強度と靭性を考慮して0.5〜1.
6%に規制した。Pは島状マルテンサイトの析出を促し
、溶接部の靭性全劣化せしめる有害な成分として0.0
15%以下に規制した。Bは#接部の靭性を向上せしめ
る有効な成分である。
された溶鋼を造塊・分塊法または連続鋳造法によって鋼
片を製造する。鋼片の鋼成分組成は上記したように、C
は鋼の強度を向上する有効な成分として添加するもので
、0、O2係未満では溶接構造用鋼として必要な強度が
得られず、また0、 16 %を超える過剰な含有量で
は溶接部に島状マルテンサイトを析出して鋼の靭性f:
署しく劣化させる。Stはm鋼の脱酸元素として有効で
あるが、本発明のよう々圧延鋼においては溶接部@性成
分として0.74以下に規制する必要がある。Mnは鋼
の強度を向上する成分として0.5係以上を添加する必
要があるが、過剰な含有量では溶接部の靭性を阻害する
。したがってMnは強度と靭性を考慮して0.5〜1.
6%に規制した。Pは島状マルテンサイトの析出を促し
、溶接部の靭性全劣化せしめる有害な成分として0.0
15%以下に規制した。Bは#接部の靭性を向上せしめ
る有効な成分である。
その理由は次に説明するように3つの要因が挙げられる
。
。
■ Bの化合物は高温度の、容接熱を受けて鋼中に溶解
するが、冷却中に析出してセメンタイトの核と々って残
留オーステナイトよりの/9−ライト変態を促進し、島
状マルテンサイトの析出を阻止する。それによって靭性
を向上する。すなわちBを添加した鋼の浴接部はフェラ
イトパーライト組織またBを添加しない溶接部はフェラ
イト島状マルテンサイトを呈する。この組織の差が溶接
部の靭性に影響するものと考えられる。
するが、冷却中に析出してセメンタイトの核と々って残
留オーステナイトよりの/9−ライト変態を促進し、島
状マルテンサイトの析出を阻止する。それによって靭性
を向上する。すなわちBを添加した鋼の浴接部はフェラ
イトパーライト組織またBを添加しない溶接部はフェラ
イト島状マルテンサイトを呈する。この組織の差が溶接
部の靭性に影響するものと考えられる。
■ Bの一部が7リーボロン(Free B )となっ
て粒界に偏析し、粒界フェライトの生成温度を下げて、
粒内変態を促進し、破壊の有効破面単位を短縮させ、靭
性を改善する。
て粒界に偏析し、粒界フェライトの生成温度を下げて、
粒内変態を促進し、破壊の有効破面単位を短縮させ、靭
性を改善する。
■ Bは\溶接後の冷却中にBN化して鋼中のフリー窒
素(Free N )を低減し、フリー窒素の存在によ
り低下する靭性を防止する。
素(Free N )を低減し、フリー窒素の存在によ
り低下する靭性を防止する。
上記のようなりの作用効果を得るためには、鋼中にBが
0.0005%以上を含有されているのが必要である。
0.0005%以上を含有されているのが必要である。
また過剰の含有はBの析出物を多くして靭性を劣化させ
る。したがって本発明はBの作用効果と鋼の靭性を考慮
して0.0005〜0.002係に規制した。
る。したがって本発明はBの作用効果と鋼の靭性を考慮
して0.0005〜0.002係に規制した。
AtはSt同様の作用効果から0.1 %以下に規制し
たO8はBの有効作用をもたらすために一定の範囲に含
有する必要がある。鋼中のSはMnSで存在し、溶接熱
サイクルを受けてその一部を溶解するが冷却中に微細な
MnSとなって析出し、その周りにBNを固定する作用
を呈して@1図で示すように溶接部の靭性を向上する。
たO8はBの有効作用をもたらすために一定の範囲に含
有する必要がある。鋼中のSはMnSで存在し、溶接熱
サイクルを受けてその一部を溶解するが冷却中に微細な
MnSとなって析出し、その周りにBNを固定する作用
を呈して@1図で示すように溶接部の靭性を向上する。
Sのその効果は多過ぎると溶接熱で溶解しにくく、また
少なすぎると発揮されない。したがってSは0.000
5〜0.003係に含有させ、しかもMnSを出来るだ
け微細分散させることが好ましい。Nは低い含有↑1t
はど靭性が向上する。その理由に次のような要因が考え
られる。
少なすぎると発揮されない。したがってSは0.000
5〜0.003係に含有させ、しかもMnSを出来るだ
け微細分散させることが好ましい。Nは低い含有↑1t
はど靭性が向上する。その理由に次のような要因が考え
られる。
■ Nを低下させることによって、浴接冷却時に転位密
度が低下して強度を低下させ、靭性を向上する。これは
フェライト地そのものの靭性を向上させる。
度が低下して強度を低下させ、靭性を向上する。これは
フェライト地そのものの靭性を向上させる。
■ Nはオーステナイト安定化元素である。したがって
フェライトが変態した残りのオーステナイトの焼入性を
増して島状マルテンサイトを殖やすOつまり低N化によ
って島状マルテンサイトを減少せしめることによって靭
性の向上を計る。
フェライトが変態した残りのオーステナイトの焼入性を
増して島状マルテンサイトを殖やすOつまり低N化によ
って島状マルテンサイトを減少せしめることによって靭
性の向上を計る。
このような作用から本発明において鋼に含まれるNを4
0 ppm以下に規制した。
0 ppm以下に規制した。
次に、Ti 、 Zrの1種または2種を選択して添加
する。従来から溶接部の靭性を改善するために’l’i
、 Zrがこれらの窒化物によるオーステナイト粒の
微細化、フェライトの核サイトとして用いられており、
そのために多量の添加が必要であった。
する。従来から溶接部の靭性を改善するために’l’i
、 Zrがこれらの窒化物によるオーステナイト粒の
微細化、フェライトの核サイトとして用いられており、
そのために多量の添加が必要であった。
ところが本発明者らは詳細に検討した結果、プント部の
融点近傍まで加熱でれた部分は、これらの窒化物と云え
ども溶融して細粒化に効力′−々いば力\りか、むしろ
これらの炭化物による析出効果によって劣化することが
判った。した力;つて微量添カロすることが必要であり
、それによってプント部で一部が再析出して粒内変態の
核サイトとなり、また熱影響部の細粒化に役立つ必要な
添加址としてそれぞれの成分を0.003〜0.02係
に規制した。
融点近傍まで加熱でれた部分は、これらの窒化物と云え
ども溶融して細粒化に効力′−々いば力\りか、むしろ
これらの炭化物による析出効果によって劣化することが
判った。した力;つて微量添カロすることが必要であり
、それによってプント部で一部が再析出して粒内変態の
核サイトとなり、また熱影響部の細粒化に役立つ必要な
添加址としてそれぞれの成分を0.003〜0.02係
に規制した。
さらに上記のような成分と組成で構成される鋼のCeq
を0.40係以下とした。Ceqは次なる式で算出され
る値で0.40%を超えると浴接割れ感受性を強め靭性
を著しく劣化せしめる。
を0.40係以下とした。Ceqは次なる式で算出され
る値で0.40%を超えると浴接割れ感受性を強め靭性
を著しく劣化せしめる。
上記のような成分組成に構成された鋼片は、温度900
〜1100℃に加熱して熱間圧延する。
〜1100℃に加熱して熱間圧延する。
本発明において鋼中成分のうち特に溶接部の靭性を考属
してフIJ−Nを少なくしているため、母材熱処理時の
オーステナイト粒が」1↓くなる傾向にある。したがっ
て1100℃を越える温度の加熱温度は避けるべきであ
る。しかL900℃未満の低い温度の加熱は鋼の変形抵
抗が大きくなって圧延作業性を悪化する問題を起す。さ
らに本発明は熱間圧延において温度800℃以下で圧下
率が30係以上の制御圧延を行う必要がある。この制御
圧延はフリーBが存在する未再結晶域圧延を施すことに
よってオーステナイトが細粒化し、フェライト変態が遅
れ、変態後のフェライトが細粒化して靭性が改善される
。この場合の温度と圧下率は靭性が改善式れる境界値で
ある。このようにして靭性が改善される範囲で圧延を終
えた鋼片は10〜b ェライト+ベイナイトまたはフェライト+/々−ライト
の微細な混合組織を呈する。しかしこのままでは靭性が
低く、この鋼を温度400〜650℃に加熱して焼戻し
靭性を改善する。この場合の温度は靭性の改善が得られ
る範囲である。図は、第1表に示す各鋼を温度1000
℃に加熱して圧延し800℃以下の圧下率を60チで制
御圧延した後30℃/秒で水冷した場合の圧延ままの靭
性と温度500℃で1分間加熱する焼戻しな場合の靭性
を各鋼の降伏強度に関係させてプロットしたも・のであ
る。すなわち圧延後焼戻しを施した鋼は高強度にして低
温靭性が著しく改善される。特に含B鋼に少欲のTiを
含有させた鋼は高強度ですぐれた低温靭性を示す。
してフIJ−Nを少なくしているため、母材熱処理時の
オーステナイト粒が」1↓くなる傾向にある。したがっ
て1100℃を越える温度の加熱温度は避けるべきであ
る。しかL900℃未満の低い温度の加熱は鋼の変形抵
抗が大きくなって圧延作業性を悪化する問題を起す。さ
らに本発明は熱間圧延において温度800℃以下で圧下
率が30係以上の制御圧延を行う必要がある。この制御
圧延はフリーBが存在する未再結晶域圧延を施すことに
よってオーステナイトが細粒化し、フェライト変態が遅
れ、変態後のフェライトが細粒化して靭性が改善される
。この場合の温度と圧下率は靭性が改善式れる境界値で
ある。このようにして靭性が改善される範囲で圧延を終
えた鋼片は10〜b ェライト+ベイナイトまたはフェライト+/々−ライト
の微細な混合組織を呈する。しかしこのままでは靭性が
低く、この鋼を温度400〜650℃に加熱して焼戻し
靭性を改善する。この場合の温度は靭性の改善が得られ
る範囲である。図は、第1表に示す各鋼を温度1000
℃に加熱して圧延し800℃以下の圧下率を60チで制
御圧延した後30℃/秒で水冷した場合の圧延ままの靭
性と温度500℃で1分間加熱する焼戻しな場合の靭性
を各鋼の降伏強度に関係させてプロットしたも・のであ
る。すなわち圧延後焼戻しを施した鋼は高強度にして低
温靭性が著しく改善される。特に含B鋼に少欲のTiを
含有させた鋼は高強度ですぐれた低温靭性を示す。
第 1 表
(%)
上記のように本発明法は、低温靭性がすぐれた低温用鋼
を製造することができる。また本発明は上記のような成
分にCr + Mn 、 Ni 、 Cuをそれぞれ0
.05〜1.0%、V、Nbは0.005−0.05
%、CaあるいはIMは5〜200 ppmの強度また
は靭性向上成分を撰択して添加しても得ら1する効果を
失なうものでない。また、う・岡塊法、連鋳法などで造
塊、スラブに製造した後、必要に応じて、圧延前に偏析
拡散処理をおこなう。
を製造することができる。また本発明は上記のような成
分にCr + Mn 、 Ni 、 Cuをそれぞれ0
.05〜1.0%、V、Nbは0.005−0.05
%、CaあるいはIMは5〜200 ppmの強度また
は靭性向上成分を撰択して添加しても得ら1する効果を
失なうものでない。また、う・岡塊法、連鋳法などで造
塊、スラブに製造した後、必要に応じて、圧延前に偏析
拡散処理をおこなう。
次に本発明の実施例について説明する。
転炉で溶製された第2表に示す鋼成分組成の供試錐片を
第3表に示す製造条件で圧延し焼戻しだ時の鋼の機械的
性質を第4表に示す。
第3表に示す製造条件で圧延し焼戻しだ時の鋼の機械的
性質を第4表に示す。
本発明で製造された鋼は、比較法で得られた鋼に比較し
て、製造後あるいは溶接熱影響部の低温靭性は著しくす
ぐれている〇 第4表 * 再現溶接熱サイクル試験 入熱100KJ/crn
て、製造後あるいは溶接熱影響部の低温靭性は著しくす
ぐれている〇 第4表 * 再現溶接熱サイクル試験 入熱100KJ/crn
1面は圧延後水冷のままとさらに焼−戻−した鋼の1靭
性を降伏強度についてグロットした図であ第1頁の続き 0発 明 者 島紀男 北九州市へ幡東区枝光1−1− 1新日本製鐵株式會社八幡製鐵 所内
性を降伏強度についてグロットした図であ第1頁の続き 0発 明 者 島紀男 北九州市へ幡東区枝光1−1− 1新日本製鐵株式會社八幡製鐵 所内
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 I C:0.02〜016係、St:0.05〜0,
7%、Mn:0.5−1.6%、P:0.015%以下
tS : 00005〜0.004係、At:0.01
〜01係。 B:0.0005〜0.002係、N:0.004係以
下を含有してCeq:0.4%以下で残部が実質的に鉄
からなる鋼片を、温度900〜1100℃に加熱して8
00℃以下の圧下率が30%以上の圧延を行なった後3
00℃以下までを10〜b 却し、続いて400〜650℃に加熱して焼戻すことを
特徴とする溶接部の靭性がすぐれた低温用鋼の製造法。 2C:0.02〜0.16係、Si:Q、05〜07%
、 Mn : 0.5−1.6 % 、P : 0.
O15%以下。 S:0.0005〜0.004%、AA:0.01〜0
.1チ。 B:O,0OQ5〜0.002% 、 N : 0.0
04係以下を含有し、さらにTi : 0.0003−
0.02 % 、 Zr :0.003〜0.02係の
1種または2棟を含イ1してCeq : 0.4係以下
で残部が実質的に鉄からなる鋼片を、温度900〜11
00℃に加熱して800℃以下の圧下率が30係以上の
圧延を行なった後300℃以下までf:10〜b いて400〜650℃に加熱して焼戻すことを特徴とす
る溶接部の靭性がすぐれた低温用鋼の製造法0
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP7463283A JPS59200724A (ja) | 1983-04-27 | 1983-04-27 | 溶接部の靭性がすぐれた低温用鋼の製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP7463283A JPS59200724A (ja) | 1983-04-27 | 1983-04-27 | 溶接部の靭性がすぐれた低温用鋼の製造法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS59200724A true JPS59200724A (ja) | 1984-11-14 |
Family
ID=13552771
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP7463283A Pending JPS59200724A (ja) | 1983-04-27 | 1983-04-27 | 溶接部の靭性がすぐれた低温用鋼の製造法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS59200724A (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS61238940A (ja) * | 1985-04-12 | 1986-10-24 | Nippon Steel Corp | 溶接部靭性の優れた低温強靭鋼 |
JPS621842A (ja) * | 1985-06-26 | 1987-01-07 | Nippon Steel Corp | 溶接部靭性の優れた強靭性高張力鋼 |
JPS6267151A (ja) * | 1985-09-19 | 1987-03-26 | Nippon Kokan Kk <Nkk> | 小入熱およびシヨ−トビ−ド溶接用高張力鋼 |
US5279688A (en) * | 1989-12-06 | 1994-01-18 | Daido Tokushuko Kabushiki Kaisha | Steel shaft material which is capable of being directly cut and induction hardened and a method for manufacturing the same |
-
1983
- 1983-04-27 JP JP7463283A patent/JPS59200724A/ja active Pending
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS61238940A (ja) * | 1985-04-12 | 1986-10-24 | Nippon Steel Corp | 溶接部靭性の優れた低温強靭鋼 |
JPH0359134B2 (ja) * | 1985-04-12 | 1991-09-09 | Nippon Steel Corp | |
JPS621842A (ja) * | 1985-06-26 | 1987-01-07 | Nippon Steel Corp | 溶接部靭性の優れた強靭性高張力鋼 |
JPS6267151A (ja) * | 1985-09-19 | 1987-03-26 | Nippon Kokan Kk <Nkk> | 小入熱およびシヨ−トビ−ド溶接用高張力鋼 |
JPH0555584B2 (ja) * | 1985-09-19 | 1993-08-17 | Nippon Kokan Kk | |
US5279688A (en) * | 1989-12-06 | 1994-01-18 | Daido Tokushuko Kabushiki Kaisha | Steel shaft material which is capable of being directly cut and induction hardened and a method for manufacturing the same |
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