JPS5926648B2 - 異方性の小さい高靭性高張力鋼板の製造法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は１機械的性質の異方性の小さい高靭性高張力鋼
板の製造法に関するものである。

従来より、熱間圧延のまメで用いられる非調質鋼の強度
、靭性を向上させるため、添加元素や圧延条件に対して
数多くの検討が加えられてきた。

例えば、添加元素については、Ｎｂ、■、Ｔｉ などの
微量添加が有効であることがよく知られており、圧延条
件に関しても、通常コントロールトローリングと称され
る圧延パススケジュール制御方法の効果が認められてお
り、このコンドロールド。

ローリングは実際に非調質高張力鋼を製造する上゛・、
。

で不可欠の技術の一つとして広く利用されるに到ってい
る。

このような各種技術を適用することにより、非調質鋼の
高強度化、強靭化が図られてきたが、近年その要求が益
々厳しくなるに従って、成分や圧延条件などの製造条件
も一層苛酷な条件が採用されるようになった。

その結果、鋼に集合組織（結晶配列の異方性）が形成さ
れることがあり、鋼の機械的性質に種々の影響を与え、
更にはその異方性を増大させる場合のあることが明らか
となってきた。

蓋し熱延鋼板や熱延鋼帯においては、鋼板が異方性を有
することは必らずしも鋼板に悪影響を及ぼすとは限らな
いが使用目的によっては、異方性の大きいことは望まし
くない場合がある。

例えば、板厚方向の靭性を要求される使用条件では、集
合組織による異方性のため、この方向の靭性が劣化する
ことは好ましくなく、その向上が必要である。

従って、本発明は、かＳる情況に鑑みて、鋼の強度、靭
性を損なうことなく、集合組織による異方性を減少せし
める方法を提供せんとするものである。

一般に鋼をオーステナイトの再結晶温度を越えない温度
範囲で熱間圧延した場合、特徴のある顕著な集合組織が
形成されるが、これは、鋼が上記の温度範囲で圧延され
た結果一種の圧延集合組織が形成されることにより得ら
れると考えられている。

一方、このような圧延、即ちオーステナイトの再結晶温
度を越えない温度域での低温圧延は、微細なオーステナ
イト組織を形成することにより、変態後の組織を微細化
し、強度、靭性の優れた材料を得る方法として極めて有
効なものである。

従って、カバる圧延により得られる良好な強度、靭性を
劣化させることなく、同時に不可避的に形成される集合
組織の影響即ち異方性の増大を減する方法を見出すこと
が必要となる。

本発明者らは、鋼の熱間圧延集合組織形成に関する多く
の実験を重ねた結果、オーステナイトの再結晶温度を越
えない温度域で低温圧延後直ちに後述する特定の温度範
囲に加熱保持することにより集合組織は不規則化して異
方性は減少し、しかも強度、靭性の劣化が小さく、更に
板厚方向の靭性が向上することを見出した。

一般にオーステナイトの再結晶温度を越えない温度域で
低温圧延した材料を直ちにオーステナイトの再結晶温度
以上に加熱保持した場合、一定の潜伏期を経た後再結晶
粒が生じるが、本発明者らはこのオーステナイト再結晶
粒の大きさと量をコントロールすることが、上述の目的
を達するのに有効であるという知見に基づき、そのため
の条件を明らかにしたものである。

より具体的には、オーステナイトの再結晶を比較的低温
で生せしめることにより微細な再結晶粒を出現せしめ、
しかもその量を体積率で２０係以上とした場合、熱間圧
延集合組織はほぼ不規則化され異方性が減少し、特に板
厚方向の靭性が向上し、しかも強度、靭性は低温圧延ま
〜のものと大きい差がないものが得られることが判明し
た。

次に本発明の詳細な説明する。

まづ、化学成分については、Ｃは強化元素として必要で
、０．０３％を越えないと充分な強度が得られないため
これを下限とし、一方０．２０％を越えると溶接性が悪
くなり、また靭性も劣化するのでこれを上限とする。

Ｍｎも強化元素として重要で０．５係以上必要であるが
２．０ｆｂを越えると溶接性をそこなうのでこれを上限
とする。

Ｓｉについては製鋼上必要であるが、０．６％を越える
と靭性をそこない溶接性も悪くなるのでこれを上限とす
る。

固液体Ａｅは製鋼上、脱酸剤として必要であり、０．１
０以上が適当である。

Ｎｂ、 Ｖは、本発明に不可欠の添加元素で、いづれも
オーステナイトの再結晶を抑制する効果を有することを
利用する。

即ちＮｂまたは■を添加しない場合、圧延後再結晶の進
行が急激に生じるため、それをコントロールすることが
困難で、本発明の効果が得られない。

一方、Ｎｂ、■がそれぞれｏ、ｏ６％および０．１０％
を越えて添加しても、効果は飽和し、かつ溶接部の靭性
を劣化するためこれを上限とする。

次に熱間圧延の条件であるが、本発明の効果は、６５０
℃を越えない温度で圧延された場合には得られないので
、圧延温度の下限を６５０°Ｃとする。

一方圧延温度が９５０’Ｃを越えると、組織が粗大とな
り良好な強度、靭性が得られないのでこれを上限とする
。

またこの温度範囲内での圧下率が３０係を越えないと、
次に述べるオーステナイト再結晶の進行が緩慢で、本発
明の効果が得られずまた強度、靭性の悪いので３０％Ｌ
Ｊ、上とする。

次に上述の温度範囲及び圧下率で熱間圧延した後、直ち
に９５０〜１０００°Ｃで１時間以内均熱保持する。

これは本発明の主要な構成要因であり、この処理により
微細なオーステナイト再結晶粒を２０％以上生せしめる
ものである。

この処理の温度が９５０°Ｃを越えないと再結晶の進行
が緩慢で効果が得られず、また１０００℃を越えると、
微細な再結晶粒が得られないので、処理温度の範囲は９
５０〜１０００℃が好ましい。

処理時間は。温度により異なるが、２０ｆ０以上の再結
晶粒を得るには、１分以上必要であり、一方１時間を越
えると、再結晶粒が粗大となり、強度、靭性が劣化する
ので、１時間以内とする。

この処理により熱間圧延集合組織は不規則化し異方性が
減少し、特にＺ方向の靭性が向上し、しかも強度、靭性
の劣化は小さい。

上記の条件で製造することにより異方性の小さい高靭性
高張力鋼板を得ることが可能である。

以下実姉例について本発明の詳細な説明する。

実症例 ０．１１％のＣ１０，３２％のＳｉ、１．２７％のＭｎ
０、０３８％（７） ５Ｏｌｋｌ及ヒ０．０３％（７）
Ｎｂ、０．０５係の■を含む鋼を８５０〜７５０°Ｃの
温度範囲での圧下率が６３係の条件で熱間圧延し、つづ
いて５次の処理を各々行なった。

１つは、本発明の方法により（Ａ）９５０℃で３０分均
熱保持し、もう１つハ（Ｂ） ｌ ＯＯ０℃で９０分均
熱保持し、残りの１つは、（Ｃ）例ら処理せず放置した
。

（Ａ）が本発明によるもので、（Ｂ）は比較材で処理時
間が長い場合、（Ｃ）も□ 比較材で処理なしく再結晶
率ｏ％）の場合である。

各条件での試験材の引張強さと２ｍｒｙノツチシャルピ
ー破面遷移温度（脆性破面率５０％を示す温度）を次表
に示す。

更に、試験材及び比較材の集合組織を第１図から第３図
までの２００極点図に示す。

比較材Ｃでは、第３図に示すごとく顕著な集合組織が形
成されており、表に示すごとく、引張強さ、破面遷移温
度とも異方性が大きく、特にＺ方向の靭性が悪い。

本発明材による試験材Ａ−では、第１図に示すごとく、
集合組織は比較材Ｃに比して弱くなっており、表に示す
如く引張強さ、破面遷移温度の異方性は小さく、Ｚ方向
の靭性が向上している。

処理時間の長い比較材Ｂでは、第２図に示す如く集合組
織は不規則化して弱まり表かられかるように機械的性質
の異方性も小さいが１、靭性は試験材Ａ及び比較材Ｃに
比して劣っており強度も低い。

以上の例から明らかなように、本発明の方法によれば異
方性が小さく良好な強度、靭性を有する非調質鋼が得ら
れる。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図、第３図は、各試験材の集合組織を２０
０極点図で示したものである。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ Ｃを０．０３〜０．２０％、Ｍｎを０．５〜２．０
   ％、Ｓｉを０．６係以下、Ｓｏｌ Ａｌを０．１０
   ％以下およびＮｂ０．０６％以下とｖ Ｏ，ｌ Ｏ係以
   下のうちの１種または２種を含み、残部Ｆｅおよび不可
   避的不純物よりなる鋼を６５０〜９５０℃の温度範囲で
   圧下率３０係以上で熱間圧延を行ない、ついで直ちに９
   ５０〜ｔｏｏｏ℃の温度範囲で１分以上１時間以内均熱
   保持することを特徴とする。 異方性の小さい高靭性高張力鋼板の製造法。