JPS5976818A - 耐水素誘起割れ性の優れた鋼材の製造方法 - Google Patents

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】 本発明は硫化水素あるいれさらに二酸化炭素を含む湿潤
用を化工（以後サワー田境と言う）にむいて、特にこれ
を高濃度に含むサワー環トｊχ下にむいて、極めて代れ
た耐水１４誘起割れ特性を有する銅相に関するものであ
る。

サワー環境に３９いて使用されるライン・ぞイブ。

タンク類等の鋼材には水素誘起ν（１１れ（以後ＴｌＩ
Ｃと言う）と称する割れが発生し、わ！遺物の破損につ
ながることが知られている。ＨＩＣの発生機（苫は、サ
ワー環境下で起る（（・１材表面の腐食によって生じた
原子状の水素が鋼材中に侵入し、（１材中のＭｎＳや酸
化物系クラスター状介在物のような層状な広がりをもつ
介在物のまわりに集ｆ〜して割れが生じるものと考えら
れている。

介在物を起点に発生したＨＩＣは、鋼材中の成分。

組織、硬さ等の不均質な部分に清って伝播・助長する・
この不均質部分は特に鋳片の最終凝固部つまり均吟冷却
で凝固した鋳片の所謂中心部に相当する位置（以下中心
偏析帯と言う。）に発生しやすく、この位置にＨＩＣが
発生しやすいことも知られている。

この開用を解決するため、従乎次に示すような方法が試
みられている。

（１）缶材表面の暦食を抑制するηへあるい１．１表面
に安定被膜を形成する元素であるＣｕ　、　Ｎｉ　、　
Ｃｒ等を添加して、腐食に什う舒１中への侵入水素を低
減させる方法。

（２）Ｓ含有量の低減あるいはＣＦＩ　、　ＲＥＶ等を
添加し、ＭｎＳを減少さぜ、あるいは有害度の小さい球
状介在物に形９１制御し、ＨＩＣの発生を抑制する方法
０ （３）　　Ｃ、Ｍｎ　、　Ｐ等の含有量を低減し、ある
いは釧、１片を均熱拡散処理して、中心偏析帯の濃縮し
た成分を稀釈し、ＨＩＣの伝播・助長を抑制する方法。

（４）　　適切な熱延方法によりｍ材の組織や硬さを均
一化し、ｌｌＩＣの伝播・助長を抑１１；１する方法。

しかし、従来試みられた方法には次のような問題点を有
している。即ち（１）の方法に関しては、石油・天然ガ
ス用ライン・母イブを例にとると、通常定期的に行われ
る内部清掃の際に内部を通す器具（ピグ；　Ｐｉｇと称
す）によってパイプの内面に傷を生じることかあり、一
度傷を生ずるとこれが原因となって局部的な腐食が）へ
生する。そのため、（１）の方法のみでは十分な効果は
望み得す、他の方法を併用しているのが一般的である。

（２）の方法に門しては、ＨＩＣの発生起点となるＭｎ
Ｓを消滅させるためにＳを低減する方法が試みられてい
る。しかし６１片の最１４！：Ｍ同部は合金および不純
物元素を多く含む濃化溶銅が存在するのでＭｎＳが発生
しやすく、最終凝固部を含′ｔＪ柄片全断面においてＭ
ｎＳを消滅させる程度までＳを低減させることは、現在
の工業的規模の生産工程においては極めて困ＦＩＧであ
る。従って、Ｃａ　、　ＲＥＭ等を添加しＭｎＳを形態
側ｉ！１１する方法がＳを低減させる方法とともに試み
られてき念。

しかし、ＣａあるいはＲＩＭを過剰に添加するとクラス
ター状介在物が多く生成し有害となり、添加量が不足す
るとＭｎＳを完全に形態制御できず目的を達し得ない。

そのため、Ｍｎ８を完全に形態制御し、かつクラスター
状介在物を生じさせ々い適正なＣａあるいはＲＥＭ添加
ｆ：ｔｔＳおよびＯ含有量との関係にむいて求めようと
する試みが（・ｉ々行われている。

しかし、世情？ｌあるＩρはイ！・１月全断面の平均Ｓ
。

０およびＣａ含有量の間係式で経が目的にｔ′々値規制
を求めた従来の方法では、？り片の中心偏析帯のＭｎＳ
を完全に形か？制御し、ｌｌＩＣの発生を無くシ、耐水
素誘起割れ性の優れた鋼材を得るには、前述の如く、最
Ｐ：凝固部の溶鋼成分が設泪成分即ち母溶鋼あるいし１
輻材の平均成分と大きく具ることかも、その信頼度によ
？いて劣り、極めて不十分なものである。

（３）の方法に関しては、Ｃ，Ｍｎの低減は、経済的理
由を考慮して調料の強度および靭性を確保する点から自
ずから下限が規制され、Ｐの低減についても、実質的に
弁、ε害な程ｔ１（まで低減するこ七は、現在の工柴的
規模の生産工程においては作業上および経済的障害が極
めて大きい。また鋳片を均熱拡散して偏析を軽減する方
法も、耐水素誘起割れ性の優れた鋼材を得るにｔｉ　１
４めて長時間かつ高温の均熱（例えば１２００℃以上の
温度で３時間）が必要であり、製造コストさらには省エ
ネルギーの観点から問題である。

上記に鑑み本発明者等は、種々実験検討を重ね、鋳片の
中心偏析帯のＳ、Ｏ，Ｃａ含有号の関係式からなるＭｎ
Ｓの形態制御の度合を示す指数とＨＩＣ発生率の間に、
世情直あるいけ鋼材全断面の平均Ｓ。

ｏ　ｅ　ｃａ含有隈に′−＄〈形態制御指数を用いな従
来の方法に比べて極めて明瞭な関係があり、この偏析帯
のＳｅ　Ｏｅ　Ｃａ含有量からなる形態制御指数が適正
範囲を満足した鋳片から、耐水素誘起割れ性の優れたｑ
材が信頼度高く得られることを見出した。

つまり本発明者等は耐水素誘起割れ性の優れた鋼材を開
発するための研究を鋭意行った過程において、ＨＸＣが
殆ど全て鋼材の厚み方向最終凝固部つまり均等冷却を行
っな鋳片では厚み方向の中心に相当する中心偏析帯部分
に発生しており、その部分を詳細に調査した結果、Ｍｎ
Ｓが存在することを確認した。

本発明者等は中心偏析帯の合金および不純物元素の偏析
を軽減ないし消滅させる方法とともにこのＭｎＳを消滅
せしめることが不可欠と考え、Ｃ＾添加によるＭｎＳの
形態制御を行い、計溶鋼のＳ。

０、Ｃａ含有Ｍ″からなる形態制御指数を求め、その溶
鋼から５１′Ｊ造された調料のＩ［ＩＣ発生率との関係
を求めるべく試行錯誤したが、満足ずべ舞明瞭な関係が
見出せなかった。しかるに旧Ｃ発生位Ｗ９におけるＭｎ
Ｓの形声ヶ制御された度合、即ち鋳片の厚み方向最終凝
固部に相当する厚み中心部の形態制御指数とＨＩＣ発生
率を対応させることを試みた結果、９り片の厚み方向最
終凝固部の形態１１ｉ１１　Ｍ＋指数と当該鋳片を熱間
圧延した（ｆ１材から切出した試験片のＨＩＣ発生率が
第１図の関係にあることを得た。しかもこの関係は第２
図に示すところの、前（Ｃ述べた溶鋼の形態制御指数と
当該溶鋼から製造された鋼材のＨＩＣ発生率との関係に
比べて極めて明瞭な関係があることを見出した。

このことは、従来のように比較的甘いサワー環境で使用
される鋼材で、かつＨＩＣ発生率についての保征すべき
品質水準が低い場合は、実用上溶鋼のＳ　、　Ｏ、Ｃａ
含有量に基〈形態制御指数を用いた大まかな管理つｐり
全体レベルを改善する方法で、それほど大きな開角を生
じることはなかったものが、現在のように苛酷々サワー
■ｑ境で使用され、かつＨＩＣ発生にょるｆｊり遺物破
損の与える自然環境の破壊９人的災害の発生等社会的影
響の大なることを考慮しなＴｌＩＣ防止基準の場合、も
はや従来の考え方は通用せず、より事実にもとづいた、
より優れた方法つまり、全体レベルを改善するのみでな
く、真の問題点の改善を行うことにより、信頼度の高い
耐水素誘起割れ性の優れた鋼材を開発すべきであるこ七
をＦｉ写ｎせしめるメ共に、この発見によって、真のＨ
ＩＣ対策がなされることを示すものである。

この知見をもとに、更に実験検討を重ねな結果鋳片の熱
間圧延をオーステナイト温度域あるいはオーステナイト
・フエライトニ相共存温度域で温度を限定し、かつ断面
減少率を限定して実施するか、最終熱間圧延の圧延終了
温度、冷却停止点およびそこまでの冷却速度を限定する
か、史に両者を併用するこ、！ｌ−により耐ＨＩＣ性は
更に向上するととを見出した。

本発明者等は上記の知見をもとにＣｅ　Ｍｎ　ｇ　Ｐ等
の偏析を１・ＩＩいし消緘させることが、偏析帯に相当
する位置のＨＩＣのイら生、伝播・［ｌＩＪ長を無くす
には不可欠と考え、凝固する迄の段階でＣ、Ｍｎ　。

Ｐ等の偏析を実質上無害な程度まで低域、することを検
討し、塑、在の工業的規模の生産工程には経済的に極め
て困４１１（であり、これにかえて−鋳片内に発生した
成る程度の偏析を均熱拡散により実質上無害な程度に低
減することがコスト的にも有利な方法で、しかもこれを
効果的に実施するには、比較的低いオーステナイト温度
域で鋳片に十分な加工を加え、加熱拡散処理に供するこ
とか、Ｆｆ片内の偏析元素の拡散を著しく促進、助長さ
せることができ、ＨＩＣの伝播・助長を抑制する効果大
なることを見出した。

本発明は以上の知見に基き、実用上経済的で、かつ信頼
度の高い剛水素誘起割れ性の優れた鋼材を製造する方法
を見出したもので、その特徴とするところは、 最終凝固部に相当する位置のＳ、Ｏ，Ｃａの含有量が を満足する鋳片を加工して製造することを特徴とする耐
水素誘起割れ性の優れたφＩＩ材の製造方法。

であり、その実Ｍｒ１ν、１様として、１２００℃以下
のオーステナイト温度域あるいはＡｒ１１１度以上Ａｅ
３温度以下のオーステナイト・フエライトニ相共存温度
域で、断面減少率２０チ以上の熱間加工を行うことを特
徴とする特許請求の範囲第１項の方法。

８００℃以上の高温で最終熱間加工を終了し、加工終了
後の平均冷却速度５〜４０℃／　１ｌｅｅで４００℃以
上６００℃以下の範囲まで冷却し、その後放冷すること
を特徴とする特許請求の範囲第１項の方法。

鋳片の中心部ｇｆ：’＆　１０００℃以上で３０分以上
保定することを特徴とする特許請求の範囲第１項、第２
項、第３項の方法。

鋳片に１２００℃以下のオーステナイト温度域あるいは
Ａｒ１湛度以上Ａｃ３温度以下のオーステナイト・フェ
ライトニ相共存温度域で、断面減少率２０係以上の熱間
加工を施し、その後鋳片の中心温度を１０００℃以上で
３０分以上保定、８００℃以上の高温で最終熱間加工を
終了し、加工終了後の平均冷却速度５〜４０℃／　Ｉｌ
ｌ！ｅで４００℃以上６００℃以下の範囲まで冷却し、
その後放冷することを特徴とする特許請求の範囲第１項
の方法である。

尚、本発明でＡｒ１温度とは鉄または鋼を冷却した場合
にオーステナイトからフェライトへの変態が終了する温
度、Ａｅ３温度とは鉄または鋼を加熱した場合にフェラ
イトからオーステナイトへの変態が終了する温度をいう
。

以下本発明の構成要件の限定理由について述べる。

まず、鋳片の最終凝固部に相当する位置のＳ。

０、Ｃｍ含有量からなる関係式が ようにしたのはＣａがＳよりも酸素との親和力が強いこ
とからｆ１６：素と結合したＣａｔ−差引いた残りのＣ
ａ　（有効Ｃａ　）がＳと原子ｈ；比で結合し、５ｊ４
１に見合うだけの有効ＣａがあればＭｎＳは完全に形態
制御されていることを示すものであり、酸素との結合に
消費されるＣａｆｉＨに見合う修正式を、銀材中の介在
物の数量およびその構成成分元素畢等を調査して求めた
事実に基〈ものである。

従って、上記式が１．０であっても必ずしもλ１ｎＳを
完全に皆無にし得ない操業技術もあるので実用上好まし
くは下限を１．２以上とし、上限の２，５をクラスター
状介在物発生の危険性およびＣａ添加量を必要最小限に
抑える経済的理由から好ましくは２．０以下とする。

尚、ここで用いた鋳片の厚み方向最終凝固部、つまり厚
み中心部の８　、０　、　Ｃａの含有量は、鋳片の厚み
中心部５〜１０ｆＭＡの位置を成分分析しなものである
。これは鋼材にＨＩＣが発生する位置即ち鋼の厚み中心
部のＨＩＣ発生部の厚みに相当する値を圧延での圧下比
を考慮して求めたものである。

１２００℃以下のＡ−ステナイトンＴ３１度域あるいは
Ａｒ１淵度１ソ、上Ａｅ３？！、ｉ度」ご１、下のオー
ステナイト・フエライトニ相温度共存域で、Ｉ’、’ｉ
面ｉ１．ｌｃ少率２０偶以上の熱間加工を行（ハ、か−
ｈ）る！Ｊ１．理を行った鋳片の最ｐ凝固部に相当する
位１・９．のＳ　ＨＯｐ　Ｃａｌ　１有聞るとしたのは
、双方の要件をｎ足する鋳片から製造され六鋼材にｉｉ
いてｔｌ、さらに僚れた面１水岩銹起割れ性を示すこと
から限定した。

即ち、鋳片の中心偏析音部（鋳片厚み方向最終凝固部）
のＳ　、　Ｏ、Ｃａ含壱μが 鋳片に上記の鋳片処理を栴さないづ（・ｉ材においては
、ｐＨ５，２の比較的旧いサワー環境では２１１図に示
す如＜　ＨＩＣの発生皆無あるいは実質上無害な程度に
なるものの、第３図のスラブ処理なしの如（、Ｈ４、Ｏ
の厳しいサワー環境では有害視される程度のＨＩＣの発
生がしばしば現出する。

ところが、かかる上記の令″；ｉ片処理を楕した鋼材に
おいてをよ、第３図のスラブ処理上ｊりの如＜　ＰＨ４
，０の１．’Ｑ　Ｉ、いサワー（慨境においても、信頼
度高くｌｌＩＣ皆ｊ）、＋６の（開本（を１１〕ること
ができるのである。

また、このリン件を／ｌｊ１足する鋳片はその後におい
て後述する偏析の拡散促進処理を行う場合、その効果を
著しく増大させ、経済的および省エネルギーの観点から
有利な方法でしかもその結果耐水素誘起割れ性を向上す
る。

また、最終熱間加工を行うにおいて、８００℃以上好ま
しくｔま８５０℃以上の温度で最終熱間加工を終了し、
加工終了後平均冷却速度５〜４０℃／ｌｅｅで４００℃
以上６００℃以下の範囲まで冷却し、その後放冷する方
法を必須条件としたのは、かかる条件を満足しない場合
は鋼材中、特に厚み方向最終凝固部つまり中心偏析帯に
相当する位置にバンド状の不均一組織を生じ、あるいは
異常硬化した硬さ不均一部を生じて％　ｌｌＩＣの発生
および伝播を阻止し得ないからである。

第６図は熱間加工終了温度および冷却停止温度とＨＩ　
Ｃ発生率の関係を示すものである７５（、熱ｔ１１１　
Ｊｌｔ＋工終了渦度が８００　’Ｃ以上で冷却停止温度
が４００〜６００℃の領域テＦＪ：　ｌ”’　４．０　
（７）　’ｆ＋７　ｊｌ’ｉ　ナサワ−３Ｑ　ト（ｆ下
においても全＜’　）ＩＩＣ（７）発生は外く、優れた
耐水素誘起割れ’ｌ’！ｉ’性を有している。

即ち、熱間加工終了温度が８００℃未満でｔＪ、・ぐン
ド状用織が発生し、冷却停止温度が６００℃超にｔすい
てもバンド桔組織が発生する。また冷却停止温度が４０
０℃未満では中心偏析帯に相当する位置に異常硬化した
硬さ不均一部を生じる。加工終了後の平均冷却速度が５
℃／　１１６６未満でｔ、ｔ　＝　７図に示すようにｌ
ｌＩＣ発生率が増加する。そσ）理由はやはりバンド状
組織の発生による。中た、４０℃／ｓｅｅ超では１！ｙ
み方向最終凝固部つまり中心偏析帯に相当する位置に異
常硬化した硬さ不均一部を生じるため、やはりｌｌＩｃ
発生率が高くなる。

最終熱間圧延における前述の第１１り成要件を満足した
鋼材にむいては、缶材中の組織および硬さが均一となり
、ＨＩＣの伝播・助長が阻＋Ｌされ、侵れた耐水素誘起
割れ性が得られる。

第４図は、前記した加工Ｉ（よる偏析元求の拡散促進効
果の一つである拡μに定数の増大効果と熱間加工温度と
の関係を示したもので、本発明はこの効果を活用してＨ
ＩＣ特性を更に改善できるものでｔ）る。偏析元塁とし
て＃、ｔ　、Ｓｉ　−Ｍｎ系首通鋼のＰに着目し、各熱
間加工温度にむいてＣ４片の断面減少率４５チの加工を
加え、その後、１１００℃にセいて保定した場合の結果
である。破線のは熱間加工を加えなかった場合の１１０
０℃（Ｃ赴けるＰの拡散定数、実線（匂は熱間加工を加
えた場合の１１００’ｃにおけるＰの拡散定数を示す。

あらかじめ熱間加工を加えておくことにより、その後の
高温保定における拡散定数の値が、熱間加工を加えなか
った場合に比べ増大していることがわかる。

その場合、熱間加工による拡散定数の増大効果は熱間加
工温ＩＷが１２００〜１１５０℃以下で顕著であり、１
２００℃以上ではほとんど効果はない。

鋳片に熱間加工を加えるためには、変形抵抗を低くする
観点からはオーステナイト温度域で加工するのか、しい
が、加工の幼芽を与えるためには」−ステナイト・フエ
ライトニ相共存温ｐｆ　域で加工Ｌ、１．でもよい。Ｉ
Ｎｒに、１Ｕ１ま７シ、（１、−何片を加熱して熱間加
工を行う場合に番°１、全体が１−ステナイト化する以
前に加工をすることがしばしば実ト；目的である。鋳片
の一次熱開加工量シ、１大きい方がその後の（ｒ１析元
素の拡散を促進する効果が犬＾く、実質的な効果を得る
ためにｔＪ９・１片の！Ｌｌｉ　ｉ？ｉ沖、少率で２０
悌以」二が必要である。鋳片の断面減少率が２（］チ未
満の熱間加工口では偏析元素の拡計に対する効果が少な
い。

第５図は、拡散定数の１・、９大効↓Ｐ・と熱凹加＝［
「１との関係を示したものである。２１１４図と同様に
イｌ析元素としては旧−Ｍｎｎ系連通１０Ｐに着目し、
１　（１００℃に１〕いて釣片に各ｌｌ−１面減少率の
熱間加工を加え、その後、１１００℃に、ｔス―てイア
定した場合の結果である。破線０は熱間加工を加えなか
った場合の１１００℃にセけるＰの拡散定ｐ、実腺■は
熱間加工を加えた場合の１１００℃に七けるＰの拡散定
Ｖを示す。熱間加工による拡散定数の増大効果は、熱間
加工に、おける鋳片の断面減少率が２０係以上の場合に
顕著であり、２０チ以下ではほとんど効果がない。

熱間加工工程には＾′、１１片を加熱して加工温度に到
達させてもよ（ハし、連続朗造坊片のような一鳴合には
凝固後の冷却過程で加工に入ってもよい。

次に釣片の熱間加工後の加熱拡散条件に」ｔける保定に
ついて述べる。釣片の熱間加工により導入された欠陥を
媒介とする偏析元素の拡散が十分に行われるように、鋳
片の中心温度か１０００℃以上で保定は３０分以上が必
要である。′ｆ’Ｊ片内に存在する偏析の状態（偏析領
域の大きさ、偏析比。

偏析元素等）および所要の鉛相特性により必鰻保定時間
は異なり、例えば、通常の連続鋳造ｆ’ｈ片から製造さ
れたへ、・を板が４Ｍｆｆ１化水素飽和Ｐ１１３の溶液
中で、割れの発生が著しく低減するためには１時間以上
の保定か必要である。４１．念、保定時間が著しく長く
なる場合は経済的に本発明の効果が減少するので、５時
間の保定時間を上限とする。なお保定時間とは拡散が効
率的におこる温度範囲での積算時間であって一定温度に
保たれる時間を意味しない。

尚、偏析比とし」１、ある合金元素もしくけ不純１・力
元赤の］′均ｊｆａ　ｌ’、１ｉと偏析Ｍ域での最高と
Ｕ七度七の比をさず。ｊｉｊｊ；片の熱間加工工程から
その後の加熱拡散工程へは、熱間加工卦よび畠渦保定の
設定温度条件に（１１′Ｘって、連Ｆｆ的に移行しても
よいし、再加熱によって移行してもよい。この熱間加工
後の加声、−拡散工程の温度は１０００℃以上と指定し
たが合金元素もしくは不純物元素の拡散常数は温度にた
いして連Ｉ２的に変化するものであり、１０００℃以下
であっても保定時間を十分に男〈とれば均一化ｔま可能
である。ただ長時間を曹するので経済的な利点が減少し
、実用性が低下する。また加熱拡散工程の温度は熱間加
工温度よりも高い場合に拡散促進効果が大き（ρことは
経験的に見出され念ことであり、１０００℃以上でかつ
熱間加工開始温度よりも高くすることが有効である。尚
、加熱拡散工程の上限温度に対しても経済的な利点を考
慮すれば、１２５０℃以下であることが望ましい。

従来から缶材の製造にむいてＦ１粥塊あるいは連続１造
鋳片の分塊圧延が行われている。この場合の分塊圧延の
目的を」１、鋪材圧延１当の能力の範囲内で圧延後の’
、＋ｉ４１　ｔ４から所定寸法の製品が歩留りよく得ら
れるようｆ、、　、ｔＪ片の犬舎さをＰ１整することに
ある。最近、省エネルギーの周りかも分坤圧延時の加熱
温度および圧延温度を低下させる傾向にあるが、これは
包、！ｉｉｔちるいけ連続四造鋳片内に存在する偏析を
（ｉ、ｌＩ析元素の拡散により軽減せしめるとの観点力
１ら行われているものではない。むしろ、一般的には分
塊圧延時の加熱温度および圧延温度の低下は偏析軽減効
果に対して逆の作用をもたらすと考えるのがｔ（通でｔ
）る。また分塊圧延後の一片の圧延に先だつ再加熱工程
は、隼片を圧延に必要な温度に均Ｆ１％化はせることが
目的であり、本発明の中心をなすぎす片の熱間加工工程
と組み合わされた高温保定工程とは目的１作用、効果と
もに異なるものである。従って、本発明にむける加工お
よび保定は上記のｆ、、ＦＪ塊あるいは連続四造仙片の
分塊圧延とは本質的に異る全く新しい目的のもとに全く
新しい作用効果をもたらすものである。

尚本発明に卦（ハては、化学成分について特に限定する
ものではないが、ｆｉＦましくρ範囲を示セ（・丁、Ｃ
は主として脱酸剤セよび強度Ｆ／’保の目的で添加する
ものであり、Ｆｌｌ！ｌｌ−性、靭付寸ずよび溶梓性確
保の面からできＡだシ１少い方がよく、両者の兼合いか
ら適当な含有量が決定されるもので、）…常０．０２〜
０．１４優（重閂比−以下同）が望斗ｊ−ｔハ。

Ｍｎは主として強度および靭性確イυの目的で添加する
が、耐サワー性の確保およびコストの点からできるだけ
少い方がよく、０５〜１４係が好ましく、 ＳＩは脱酸剤として添加するものであるが、過大な添加
は靭性劣化を招くセそれがあり、０４０チ以下が望まし
い。

Ａｔ１’Ｊ、同じく脱酸の目的で添加するものであるが
、過大な添加は配化物系介在物の増加、靭性劣化等を招
くおそれがあり、Ｉ’Ｔましくは００８チ以下、Ｐは耐
サワー性の面からできるだけ少一方がよく、ニブこ的規
模に卦ける通常の製造方法にむいては、好ましき範囲を
０．０１５係以下（尚、さらに好ましくはｏ、ｏｏｅチ
リ、下）、 ＳはＰと同様にできるだけ少い方がよく、好ましく　ｋ
ｉ　Ｏ，００４’％以１〜 ０は介在物生成の面からできるだけ少い方がよく、打席
しくけ０．０　（１４１以下のそれぞれが望ましい。

尚、ＣａはＳおよび０含有借（Ｃ基いて、必要添加量が
決まるものであるが、Ｓおよび０をできるだけ低くして
、Ｃａ添加量全必要最少限にすることが酸化物系クラス
ター状介在物の増加を避ける意味から望ましく、Ｃａ添
加コストをも考えて好ましくはｏ、　ｏ　ｏ　ｓチ以下
とする。

上記成分の他に、本発明の鋼材の特性を損うことカ＜１
祠の腐食防止、水素浸入の低減による耐サワー性の確保
２強度、靭性並びに溶接性の確保等の目的で必要に応じ
て、Ｃｕ：０．１−０．５俤。

Ｎｉ　；０．１〜０．５’ｆｉｌ’Ｉｂ　：０．０１〜
０．１％、Ｖ；０．０１〜０．１％、Ｔｉ　：０１００
３〜０．０５％。

Ｍｏ≦０．５０％、　Ｂ　；０．０００５〜０．００５
％等の一種又は二種以上の元素を添加することは好まし
い。

次に本発明の実施例について述べる。

連続１造鋳片より降伏強さが３０〜５６　ｋｓ／／　ｍ
ｍ″であるライン・母イブ用李材の製造を行った。ライ
ン・Ｐイブはその使用環境から、前述の如く水素ＰＫう
起割れか発生し、（１つ州につながることがある。

そこで本発明を実施することにより、ＨＩＣの発生しゃ
すいｈ〒酷なサワー環境（ｒＨ５，２から、１１３．０
へとＰＩＩが低くなるほど＃ｉ２シい４！！１生とｋる
）　（ｒ；”−＋？　ｔハてもＨＩＣ皆無あるいは実質
的に無害な程度の優れた耐水素誘起割れ用側材を製造す
ることを意図した。

成分、ｑ片の処理条件、均熱拡散条件、最終熱間圧延祭
件と、得られたライン・９イデ用素材の水素誘起割れ試
験結果を第１表に示す。

水素峙起割れｐ、Ｘ；　ｌ険け、（６ｉｅ化水素飽和状
態にある人工海水Ｖこセいて１．１１５．２　ｅ　ｐ”
　４．５　＊　ｐ’ｌ　４．　（ｌとした試験液１同じ
く硫化水素飽和状態？である０５係ＮａＣ１溶液ニ訃（
ρてＰｕ　３．５　、　、ｔｉ　３．　Ｑとした試験液
全２５℃に保ち、その中に試験片を９６時間浸漬し、起
音波深ｆ１４　（ＵＳＴ　）によりＨＩＣの発生面ｆ２
１率でＨＩＣの発生状況を調べる方法をとった。

実施例ｇｔ〜４は柄片の厚み中心部の 頗の例で本発明鋼（１）の構成要件を満足しない場合の
比較例である。一方、＆５〜９は本発明＠（１）の実施
例であり、ｐＨ５，２ないし−１４，５の比較的甘いサ
ワー環境において、比較鍔罵１〜４がｔＩＩｃ発生率５
〜１０チであるのに対して、本発明鋼（１）はＨＩＣ皆
無ないし０．５％以下の実質上無害と考えてさしつかえ
ない程度となり′Ｃおり、このことから鋳片の厚２．５
以下と限定した理由の妥当性が明確である。

次に属１０〜１５ケ士本光明蛸（１）６ｙ従屈する本発
明＜ｉ’ｌ　（４）　ノｔ！　１１ｆｑイ′ｉｌｌ、　
Ａ　Ｉ　６〜２４１−１１Ｆ１１ｊ？Ｋ）ノ実’！＃ｌ
ｉイ（１１、Ａ２５〜２７け本発明”１１　（１）に従
属する本発明６（・噸１（４）の集卵１例、亮２８〜３
８１−、Ｊ：本発明子Ｉ’・ｌ　（２）の実施例、Ａ３
９〜４３は本発明て・・！４　（２）　Ｋ従属する本発
明に・情（４）の５ｉｒ、　）（ＢＨ例をそれぞれ示す
。

ｒｌｌ　４．５ないしｐｌ＋　４．０のＨＩＣ発／ｊ　
ＳｔＫを黒５〜９と扁１０〜１５で比軸すると、１“ｉ
４．　ｐ熱間圧延に先立つ加熱温度と保定時間を限定１
７た理由の妥当性が明確であり、高５〜・９と黒１６〜
２４で１七申交すると、最終熱間圧延における圧延終了
温度、冷却停市況度牙？よびその間の平均冷却体度を１
只定【７た理由の妥当４Ａ：が明６Ｐである。

ＰＩＩ　４．　Ｏないしｐ［１３，５のｌｌＩＣ発生率
を４≦１６〜２４と應２５〜２７で比較すると、最終熱
間圧延に先立つ加熱温度と保定時間を限定した理由の妥
当性が上記に加えて明鋪であり、また１、ＰＨ４，０の
ｌｌＩｃ発生率をＡ５〜９と黒２８〜３８で比φツする
と、？−’Ｊ片の熱間加］二に］ｌける加熱温度に断面
減少率を限定した理由のｒ過性が明確であり、ｐ＋（３
，５ないしｒｌ（３，０のＨ■Ｃ発生率をＡ　２８〜３
８と＾３９〜４３で比較すると、ｉ１終熱間圧延に先立
つ加熱温度と保定時間を限定１．た理由の妥当性が上記
に加えて更に明確とガる。

最後にＡ　４４〜４９１本発明例（５）の実施例であり
、極めて苛酷なサワー環境であるＰＩ３３．　ＯＫむい
てもＨＩＣ皆無となって１？す、本発明４＋ｑ（ｔ）〜
（４）の実施例であるＡ５〜４３がＨＩＣ皆無とならな
いのと比較すると、本発明における各構成要件を全て満
足することを必須とした理由の妥当性が明確である。

尚、本発明は６１・１塊からなる岨片および連続鋳造鋳
片のいずれにおいても適用が可能であるが、同一母溶鋼
全体を均一な凝固状態に保つことがより困難な連鋳材に
おいて適用の効果が大きい。また本発明にむける加工に
は圧延の他、プレス、鍛造を用いることができ、また本
発明は（５１板、形鋼。

棒鋼、鋼管等の製造に適用できる。

以上の如く本発明は、従来不可能であった苛酷なサワー
環境下における耐水素誘起割れ皆無ないし実質的無害な
程度を完全に保賊し得る、１ケめて（４′Ｊ・れた耐水
２ゞ誘起割れ用ｑ・１月の便り造を初めて可能にしたも
のである。

即ち、従来耐大のｌＶ、Ｉ！案であった含１材のｊ１７
み方向中心部に発生する水素閂起割れを少なくともｇ４
片の厚み方向ｈ・１終凝固部のＳ　、　Ｏ、Ｃａを所定
値に管理し、更には鋳片を低温で熱間加工し、加えて低
温・竹時間の均熱拡散、最終熱間加工での加工温度、冷
却停止温度およびその間の冷却速Ｌｒ〔を限定して、経
済的に完全に消滅したものである。

かかる１材の使用環境が益々苛酷さを！！”４　Ｌ　、
日材に対する耐水素誘起割れ性保証の信頼性が茜［麦に
要求されるようになりつつある」、状におりて本発明の
及ぼす効果は極めて多大である。

【図面の簡単な説明】

第１図は鋳片の中心偏析帯部の （、ｒｉと血ｊ慢ワー４″′？性の門枠を示す図、第３
図（鋼片は１ｈ４析拡散の１１？進を意ドするスラブ処
理の有無と耐づワー特件の関係を示すＩ’；Ｉ　、ｓ　
第４図は鋳片処理での熱間加工温度とＰの拡散定数の間
係を示す図、第５図は鋳片熱間加工での１ｊｒｉ面減少
￥２Ｐの拡散定数の間係を示す図、填６図（単片の中心
偏析帯圧延での［Ｆ延ｎ了温度および圧延終了後の冷却
停止温度と耐サワー！行性の１１．’ｌ係を示す図、第
７Ｍ（＃’１片の中心偏析帯の 終了後の平均冷却速度と耐雪ワー特性の間係を示す図で
ある。 至１；　　ｌ　　ｔ′１ １にづ図 ２°ｉＸ３　　ｊｊ ！１；　　・１１１ ＭＭＲＤｘ、３ＬＩＬｅｃ） 第５図 ｉｆ’ｉ　　ｔｉ　　Ｉｔ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、　最終凝固部に相当する位置の８　、　Ｏ、Ｃａの
   含有量が を満足する鋳片を熱間加工して墾°１造することを特徴
   とする耐水素誘起割れ性の優れた鋼材の製造方法。 ２．１２００℃以下のオーステナイト温度域あるいはＡ
   ｒ１温度以上Ａｅ３温度以下のオーステナイト・フエラ
   イトニ相共存温度域で、断面減少率２０チ以上の熱間加
   工を行うことを特徴とする特許請求の範囲ｖＣ１項記載
   の耐水素誘起割れ性の優れた鋼材の製造方法・ ３．８００℃以上の高温で最終熱間加工を終了し、加工
   終了後の平均冷却速度５〜４０℃／　ＩＩ＠ｅで、４０
   ０℃以上６００℃以下の範囲まで冷却し、その後放冷す
   ることを特徴とする特許請求の範囲第１ｆ６記載の耐水
   素誘起割れ性の優れた鋼材の製造方法。 ｄ　　ｆＱ片の中心温度を１（ｌ　Ｏ０℃以上で３０分
   以上保定することを特徴とする特許請求の範囲第１項、
   Ｗ、２項、第３項記載の剛水赤銹起割れ性の優れた暴利
   の製造方法。 ５、怨片に１２００℃以下のオーステナイ）９Ｍ度域あ
   るいはＡｒ１温度以上入ｃ３湿凹以下のオーステナイト
   ・フエライトニ相共存混１τ１１）、で、断面減少率２
   ０チ以上の熱間加工を施し、その後、ｆｌＪ片の中心温
   度を１０００℃す、上で３０分以上保定、８００℃以上
   の高温で最終熱間加工を終了し、加工終了後の平均冷却
   速度５〜４０℃／　ｓｅｃで、４−００℃以上６００℃
   以下の範囲まで冷却し、その移放冷することを特徴とす
   る／１′−￥訂請求の範囲第１項記代の耐水素誘起割れ
   性の優れた鋼材の製造方法。