JPS60103119A - 低温靭性の優れた棒鋼の製造方法 - Google Patents
低温靭性の優れた棒鋼の製造方法Info
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- JPS60103119A JPS60103119A JP21206583A JP21206583A JPS60103119A JP S60103119 A JPS60103119 A JP S60103119A JP 21206583 A JP21206583 A JP 21206583A JP 21206583 A JP21206583 A JP 21206583A JP S60103119 A JPS60103119 A JP S60103119A
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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
- C21D8/06—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of rods or wires
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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】
この発明は、特に−120℃以下という極低温環境にお
いても高強度と良好な靭性とを発揮する棒鋼の製造方法
に関するものである。
いても高強度と良好な靭性とを発揮する棒鋼の製造方法
に関するものである。
〈産業上の利用分野〉
近年、外冷地や極地の鉄筋コンクリート構造物。
鉄51ノ)コツクリ−1・製の冷凍庫、史にはL N
GやL」・()を始めとするt(k化ガス用タンク等、
低温免税において使用さJl、る鉄筋コンクリート用棒
鋼の需夛が益々増加するfu“]向を見せてきている。
GやL」・()を始めとするt(k化ガス用タンク等、
低温免税において使用さJl、る鉄筋コンクリート用棒
鋼の需夛が益々増加するfu“]向を見せてきている。
〈従来技術〉
従来、このような環境上で使用される低温用鉄筋として
9%Ni/J?4や高Mnオーステナイト鋼が014発
されているが、これらはいずれも高価な合金元素を多量
に含むため、極めて限られた用途にしか使用され得ない
ものであった。
9%Ni/J?4や高Mnオーステナイト鋼が014発
されているが、これらはいずれも高価な合金元素を多量
に含むため、極めて限られた用途にしか使用され得ない
ものであった。
一方、−膜構造物等ではJ I S G 3112に定
める鉄筋(即ち、降伏強度:42〜43に9η−程度の
もので、1100−1250℃に加熱後、仕上温度:1
000〜9oo℃程度の熱間圧延で製ボされるもの)が
使用されているが、これらは常温或いはそれ以上の温度
で使用される場合を想定したものであるため、上記のよ
うな低温、特に−100℃以下の極低温にさらされる場
合には靭性面で不安を来たすものであった。
める鉄筋(即ち、降伏強度:42〜43に9η−程度の
もので、1100−1250℃に加熱後、仕上温度:1
000〜9oo℃程度の熱間圧延で製ボされるもの)が
使用されているが、これらは常温或いはそれ以上の温度
で使用される場合を想定したものであるため、上記のよ
うな低温、特に−100℃以下の極低温にさらされる場
合には靭性面で不安を来たすものであった。
そこで、最近になって、上記のような一60℃以下にな
るLP()タンクや、−100℃以下にも達するエチレ
ン或いはL N C,タンク等の極低温にさらされても
所定の高強度と高靭性を発揮する棒鋼の開発が競われる
ようになってきたが、未だ/l:、g足し得る極低温特
性を備えた棒鋼は得られていないのが現状であった。
るLP()タンクや、−100℃以下にも達するエチレ
ン或いはL N C,タンク等の極低温にさらされても
所定の高強度と高靭性を発揮する棒鋼の開発が競われる
ようになってきたが、未だ/l:、g足し得る極低温特
性を備えた棒鋼は得られていないのが現状であった。
〈発明の目的〉
本発明者等は、上述のような観点から、今後益々要望が
強くなると見られる、−120℃を下回るような極低温
環境における使用の際でも十分に満足できる高強度及び
高靭性を発揮する棒鋼を、高価な合金元素の多量添加を
行うことなしに実現すべく研究を行った結果、以下(a
)〜(d)に示す如き知見を得るに至ったのである。
強くなると見られる、−120℃を下回るような極低温
環境における使用の際でも十分に満足できる高強度及び
高靭性を発揮する棒鋼を、高価な合金元素の多量添加を
行うことなしに実現すべく研究を行った結果、以下(a
)〜(d)に示す如き知見を得るに至ったのである。
(Et)特にC含有−;1:を0.02〜0.10%(
以下5成分割合を示ず係は、lj :ia%とする)に
調整した低炭素鋼に特定iii、の15h+、 iAo
及びNbを添加含イjせしめるとともに、これに低温加
熱、低温仕上温度の熱間圧延を施すと、圧延のま捷で、 平均粒径:1oμm以下。
以下5成分割合を示ず係は、lj :ia%とする)に
調整した低炭素鋼に特定iii、の15h+、 iAo
及びNbを添加含イjせしめるとともに、これに低温加
熱、低温仕上温度の熱間圧延を施すと、圧延のま捷で、 平均粒径:1oμm以下。
ベイナイトの体イJ゛ロゴ分率:10〜30%のフェラ
イト・ベーfナイト微細混合組織が得られ、このベイナ
イトは鋼の強圧を上昇するのに極めてイ」利なものであ
るのでフェライト単相では到底得られない強度(40k
&fAniを越える降伏強度)が実現される上、極めて
微細な組線ゆえに低温靭性も極めて良好な鋼イ」がもた
らされること。
イト・ベーfナイト微細混合組織が得られ、このベイナ
イトは鋼の強圧を上昇するのに極めてイ」利なものであ
るのでフェライト単相では到底得られない強度(40k
&fAniを越える降伏強度)が実現される上、極めて
微細な組線ゆえに低温靭性も極めて良好な鋼イ」がもた
らされること。
(b) 更に、通常でVlそれぞれ0.02%前後の1
九〇合で鋼中に含有される])及びSの不IJJ″避的
不純物を、それらのいずJしか一方の含有量が0.01
0%未i’li”fiとなるようにZl’J iiFす
るか、或いはP及びSのいずれもの含有量をそれぞれ0
.010%未満に抑制すると、前記(EI)項で示した
フェライトとペイナイ1、の話釦(氾仝ネ1」託111
/4卦すで七の籾栢ゴカ;ψに酌1トすること。
九〇合で鋼中に含有される])及びSの不IJJ″避的
不純物を、それらのいずJしか一方の含有量が0.01
0%未i’li”fiとなるようにZl’J iiFす
るか、或いはP及びSのいずれもの含有量をそれぞれ0
.010%未満に抑制すると、前記(EI)項で示した
フェライトとペイナイ1、の話釦(氾仝ネ1」託111
/4卦すで七の籾栢ゴカ;ψに酌1トすること。
これは、オーステナイトがフェライト変態し、更にベイ
ナイト変態す゛る際、どうしてもPやS等の鋼中不純物
元素がベイナイト中に濃化される傾向があるが、予め鋼
中のP及びS含有量のいずれか或いは両方を特に0.0
1oz未満に抑制しておけば、前記濃化度が緩和され、
これらによるベイナイトの靭性劣化が極力抑えられて、
結局はフェライト中に混在するベイナイトが鋼の靭性な
損うことなく強度上昇に寄与するようになるためと考え
られる。
ナイト変態す゛る際、どうしてもPやS等の鋼中不純物
元素がベイナイト中に濃化される傾向があるが、予め鋼
中のP及びS含有量のいずれか或いは両方を特に0.0
1oz未満に抑制しておけば、前記濃化度が緩和され、
これらによるベイナイトの靭性劣化が極力抑えられて、
結局はフェライト中に混在するベイナイトが鋼の靭性な
損うことなく強度上昇に寄与するようになるためと考え
られる。
(C)また、このようにして得られた鋼材に特定温度の
焼戻し処理を施すと、降伏強度が改善されて5〜10
kgfA1i程度の強度上昇を見るとともに、低温靭性
が一段と向上すること。
焼戻し処理を施すと、降伏強度が改善されて5〜10
kgfA1i程度の強度上昇を見るとともに、低温靭性
が一段と向上すること。
これは、ベイナイト相の中に圧延のままで存在する可動
転位群が、焼戻し処理中に固溶C2固溶N或いは析出物
によって固着されるだめであると考えられる。
転位群が、焼戻し処理中に固溶C2固溶N或いは析出物
によって固着されるだめであると考えられる。
(d) 即ち、鋼の化学成分と圧延条件とを厳密に管理
し、更に必要によシ特定温度での焼戻し処理を組合せる
と、従来では到底得られなかったような優れた低温性能
を具備した棒鋼を、低コストで製造できること。
し、更に必要によシ特定温度での焼戻し処理を組合せる
と、従来では到底得られなかったような優れた低温性能
を具備した棒鋼を、低コストで製造できること。
〈発明の構成〉
この発明は、上記知見に基づいてなされたものであり、
C:0.02〜0.10%。
Si:0.5チ以下。
Mn : 1.10〜2.5’ O% 。
MO: 0.15〜0.50 %。
Nb:0.010〜0100%。
Ae : 0.010〜0.050 %+を含有すると
ともに、必要により、更にCu: 0.05〜0.30
%。
ともに、必要により、更にCu: 0.05〜0.30
%。
Ni:0.05〜120%。
Cr: 0.05〜1.20%。
Ti:0.01〜0.05%。
B:O,0O05〜O,OO30%
のうちの1種以上をも含み、
Fe及び不可避的不純物:残シ。
から成る成分組成で、かつ不純物中の1)及びSのうち
の少なくとも一方の含有量が、 P:0.010%未満。
の少なくとも一方の含有量が、 P:0.010%未満。
S:0.010%未・満
を満足する鋼片を、最高1000℃までの温度に加熱し
た後、 仕上温度二850℃以下。
た後、 仕上温度二850℃以下。
880℃以下の温度域での累積圧下率:60%以上
の熱間圧延を施し、次いで室温まで空冷するか、或いは
必要によシ更に500〜700℃にて焼戻すことによっ
て、衝撃破面遷移温度(脆性−延性遷移温度)が−12
0℃以下という低温特性の極めて優れた棒鋼を製造する
点に特徴を有するものである。
必要によシ更に500〜700℃にて焼戻すことによっ
て、衝撃破面遷移温度(脆性−延性遷移温度)が−12
0℃以下という低温特性の極めて優れた棒鋼を製造する
点に特徴を有するものである。
次いで、この発明の棒鋼の製造方法において、鋼の成分
組成割合及び圧延・熱処理条件を上記の如くに数値限定
した理由を説明する。
組成割合及び圧延・熱処理条件を上記の如くに数値限定
した理由を説明する。
A、鋼の成分組成
a) C
C成分は棒鋼にrir定の強度を付与するために含有さ
せるものであるが、その含有量が0.02”%未1ii
7iでは所望の強度が得られず、一方0.10%を越え
て含有させると、棒鋼組織中にパーライト組織が混入す
るようになって靭性の劣化を来だすことから、C含有量
を002〜010%と定めた。
せるものであるが、その含有量が0.02”%未1ii
7iでは所望の強度が得られず、一方0.10%を越え
て含有させると、棒鋼組織中にパーライト組織が混入す
るようになって靭性の劣化を来だすことから、C含有量
を002〜010%と定めた。
b) 5i
Si成分は鋼の脱酸に有効な元素であり、通常、0.1
5〜0.35%の添加がなされるものである。
5〜0.35%の添加がなされるものである。
しかしながら、脱酸なAgで行う場合にはS1添加は必
ずしも必要でなく、しかも0.5%を越えて含有させる
と熱間加工性に悪影響がでてくるようになる。このよう
なことから、Si含有金を0.5%以下と定めた。
ずしも必要でなく、しかも0.5%を越えて含有させる
と熱間加工性に悪影響がでてくるようになる。このよう
なことから、Si含有金を0.5%以下と定めた。
c) Mn
Mn成分は鋼の脱硫に必要な元素であ“シ、且つ鋼の素
地に固溶して鋼材強度を向上するとともに、銅相に所定
の焼入れ性を賦与する作用をも有している。そして、本
発明の圧延条件下でフエライトとベイナイトとの微細な
混合組織な生ぜしめて鋼に所定の強度と低温特性を賦与
するには、110チ以上のMn含有量とする必要があシ
、一方2.50チを越えて含有させると偏析が著しくな
って靭性及び溶接性が劣化するようになることから、
Mii含有■を1.10〜2.50係と定めた。
地に固溶して鋼材強度を向上するとともに、銅相に所定
の焼入れ性を賦与する作用をも有している。そして、本
発明の圧延条件下でフエライトとベイナイトとの微細な
混合組織な生ぜしめて鋼に所定の強度と低温特性を賦与
するには、110チ以上のMn含有量とする必要があシ
、一方2.50チを越えて含有させると偏析が著しくな
って靭性及び溶接性が劣化するようになることから、
Mii含有■を1.10〜2.50係と定めた。
a) MO
Mo成分は、鋼の靭性な損うことなく強度を賦与するの
に極めて有効な元素である。また、本発明の方法の場合
には、鋼の焼入れ性を調整(〜で、圧延のままでフェラ
イトとベイナイトの微細混合組織を得るために欠かせな
い元素でもある。そして、Mo含有量が0.15%未満
では上記の効果が十分に発揮されず、一方050%を越
えて含有させても上記効果が飽和してしまうことから、
Mo含有量を015〜050チと定めた。
に極めて有効な元素である。また、本発明の方法の場合
には、鋼の焼入れ性を調整(〜で、圧延のままでフェラ
イトとベイナイトの微細混合組織を得るために欠かせな
い元素でもある。そして、Mo含有量が0.15%未満
では上記の効果が十分に発揮されず、一方050%を越
えて含有させても上記効果が飽和してしまうことから、
Mo含有量を015〜050チと定めた。
e) Nb
Nb成分は、本発明をなすにあたって見出されたフェラ
イトとベイナイトの微細混合組織を得るために不可欠な
元素であシ、その含有量が0.010チ未満では圧延1
)口の鋼片加熱段階(1000℃以下での加熱段階)で
のオーステナイト粒の粗大化を防止することが困難とな
って、結局はフェライトとベイナイトの微細混合組織を
安定して得ることができなくなる。一方、0.100%
を越えて含有させてもオースブナイト粒粗大化抑制効果
が飽和し7てしまい、銅相のコスト上昇を招くだけとな
ることから、Nb含有量を0.010〜0.100%と
定めた。
イトとベイナイトの微細混合組織を得るために不可欠な
元素であシ、その含有量が0.010チ未満では圧延1
)口の鋼片加熱段階(1000℃以下での加熱段階)で
のオーステナイト粒の粗大化を防止することが困難とな
って、結局はフェライトとベイナイトの微細混合組織を
安定して得ることができなくなる。一方、0.100%
を越えて含有させてもオースブナイト粒粗大化抑制効果
が飽和し7てしまい、銅相のコスト上昇を招くだけとな
ることから、Nb含有量を0.010〜0.100%と
定めた。
f) AQ
AQ酸成分は、鋼の脱酸作用のほかに圧延前の鋼片加熱
段階でのオーステナイト粒の粗大化を防止するという、
前述したNbと同様の効果がある。そして、Aε含有量
が0.010%未満では上記効果が十分に発揮されず、
一方0050%を越えて含有させると鋼の熱間加工性が
劣化することから、M含有量を0.010−0.050
%と定めた。
段階でのオーステナイト粒の粗大化を防止するという、
前述したNbと同様の効果がある。そして、Aε含有量
が0.010%未満では上記効果が十分に発揮されず、
一方0050%を越えて含有させると鋼の熱間加工性が
劣化することから、M含有量を0.010−0.050
%と定めた。
g) Cu
Cu成分は、鋼の靭性にほとんど悪影響を及ぼすことな
く強度を上昇させる作用を有しているので、鋼材強度を
より向上する必要のある場合に含有せしめられるもので
あるが、その含有量が005%未満では前記作用に所望
の効果が得られず、他方0030チを越えて含有させる
と鋼の熱間加工性を害するようになることから、Cu含
有量を0.05〜030チと定めた。
く強度を上昇させる作用を有しているので、鋼材強度を
より向上する必要のある場合に含有せしめられるもので
あるが、その含有量が005%未満では前記作用に所望
の効果が得られず、他方0030チを越えて含有させる
と鋼の熱間加工性を害するようになることから、Cu含
有量を0.05〜030チと定めた。
h) Ni
N1成分は、特に鋼の低温靭性改善に有効な元素である
ので、低温靭性の更なる向上を必要とする場合にその効
果が頭著となる0、 05 %以上添加含有せしめられ
るものであるが、1.20%全越えて含有させると鋼材
コストが上昇する上に、製造上、白点などの水素性欠陥
を発生する率が増加するようになることから、Ni含有
量を0.05〜1.20 %と定めた。
ので、低温靭性の更なる向上を必要とする場合にその効
果が頭著となる0、 05 %以上添加含有せしめられ
るものであるが、1.20%全越えて含有させると鋼材
コストが上昇する上に、製造上、白点などの水素性欠陥
を発生する率が増加するようになることから、Ni含有
量を0.05〜1.20 %と定めた。
i) Cr
Cr成分には鋼の強度を上昇させる作用があるので、よ
り高い強度を必要とする場合に含有せしめられるもので
あるが、その含有量が0.05 %未7.jIWイI−
+舘「曇コIピ田1ff茄−切の舅1エルジ耳入?ムJ
rZ−i”へ−コ2一方1.20%を越えて含有させる
と冷間加工性の劣化を招くことから、Cr含有量を0.
05〜1.20チと定めた。
り高い強度を必要とする場合に含有せしめられるもので
あるが、その含有量が0.05 %未7.jIWイI−
+舘「曇コIピ田1ff茄−切の舅1エルジ耳入?ムJ
rZ−i”へ−コ2一方1.20%を越えて含有させる
と冷間加工性の劣化を招くことから、Cr含有量を0.
05〜1.20チと定めた。
j) Ti
′1゛l成分には、Nl)やAeと同様にオーステナイ
ト結晶粒を微細化する作用が6D、フェライトとベイナ
イトの微細混合組織を得るために有効な元素であるので
必要により含有せしめられるものであるが、その含有i
i’4:がO,Ol %未満では前記作用に所望の効果
を94)ることかできず、一方0.05 %を越えで含
有さぜると鋼中に存在するTi炭窒化物が粗大化すると
ともに、そのT1炭蟹化物の数も増加するため熱間加工
性の劣化を引き起すようになる。
ト結晶粒を微細化する作用が6D、フェライトとベイナ
イトの微細混合組織を得るために有効な元素であるので
必要により含有せしめられるものであるが、その含有i
i’4:がO,Ol %未満では前記作用に所望の効果
を94)ることかできず、一方0.05 %を越えで含
有さぜると鋼中に存在するTi炭窒化物が粗大化すると
ともに、そのT1炭蟹化物の数も増加するため熱間加工
性の劣化を引き起すようになる。
従って、T1含有量を001〜0.05%と定めた。
k) B
B成分には、微″H′L添加で鋼の焼入れ性を向上する
作用があるので、鋼材強度の更なる上昇を図る必要があ
る場合に添加含有せしめられるものであるが、その含有
量が0.0005 %未満では前記作用にツタ1望の効
果がイIIられす、一方0. OO30%を越えて含有
させると熱間加工性の劣化を来たすことから、S含有量
を0.0005〜O,OO30%と定めた。
作用があるので、鋼材強度の更なる上昇を図る必要があ
る場合に添加含有せしめられるものであるが、その含有
量が0.0005 %未満では前記作用にツタ1望の効
果がイIIられす、一方0. OO30%を越えて含有
させると熱間加工性の劣化を来たすことから、S含有量
を0.0005〜O,OO30%と定めた。
t)p、及びS
P含有量及びS含有量は本発明において見過すことので
きない重要な位置を占めるものである。
きない重要な位置を占めるものである。
即ち、本発明は、鋼の特定成分組成と特定圧延条件との
組合せによってフェライトとベイナイトの微細な混合組
織を現出せしめ、靭性の良い素地を実現するものである
が、鋼中のP含有量及びS含有量のうちの少なくとも一
方を0.010%未満に抑えることによって、上記フェ
ライトとベイナイトの微細組織の靭性が飛躍的に向上し
た鋼材を得ることが可能となるのである。
組合せによってフェライトとベイナイトの微細な混合組
織を現出せしめ、靭性の良い素地を実現するものである
が、鋼中のP含有量及びS含有量のうちの少なくとも一
方を0.010%未満に抑えることによって、上記フェ
ライトとベイナイトの微細組織の靭性が飛躍的に向上し
た鋼材を得ることが可能となるのである。
一般に、調質熱処理を施した焼入れ・焼戻し鋼において
、その焼戻しマルテンサイト組織の靭性が低P化或いは
低S化によって向上することは良く知られた事実ではあ
るが、この発明は、焼戻しマルテンサイトではなく、フ
ェライトとベイナイトの微細混合組織においてもP含有
量及びS含有量のうちの少なくとも一方を0.0:LO
%未満に低減すればその組織との組・合せによって低温
靭性が著しく向上するとの新しい知見を得だことによっ
て完成されたものである。
、その焼戻しマルテンサイト組織の靭性が低P化或いは
低S化によって向上することは良く知られた事実ではあ
るが、この発明は、焼戻しマルテンサイトではなく、フ
ェライトとベイナイトの微細混合組織においてもP含有
量及びS含有量のうちの少なくとも一方を0.0:LO
%未満に低減すればその組織との組・合せによって低温
靭性が著しく向上するとの新しい知見を得だことによっ
て完成されたものである。
前述したように、混合組織中のベイナイトの内部にtよ
、オーステナイトからの変態時にP及びSが濃化され、
鋼の靭性に悪影響を及ぼすようになる。しかしながら、
鋼中のP含有量及びS含有量のうちの少なくとも一方を
0.010%未満に低下させておけばその濃化が緩和さ
れ、ベイナイトの存在が鋼の靭性な劣化させることなく
強度上昇に有効に作用するのである。
、オーステナイトからの変態時にP及びSが濃化され、
鋼の靭性に悪影響を及ぼすようになる。しかしながら、
鋼中のP含有量及びS含有量のうちの少なくとも一方を
0.010%未満に低下させておけばその濃化が緩和さ
れ、ベイナイトの存在が鋼の靭性な劣化させることなく
強度上昇に有効に作用するのである。
このようなことから、不可避的不純物元素であるP及び
Sの含有量を、それらのうちの少なくとも一方が P:0.010条未満。
Sの含有量を、それらのうちの少なくとも一方が P:0.010条未満。
s:o、o1o%未満
を満足する値と定めた。
もちろん、P及びSのうちのいずれか一方の含有量がO
,OI 0%未満であれば、他方が通常法によって′製
造された鋼程度の含有量であったとしても優れた低温靭
性がもたらされることは自然である。
,OI 0%未満であれば、他方が通常法によって′製
造された鋼程度の含有量であったとしても優れた低温靭
性がもたらされることは自然である。
B、圧延、熱処理条件
a)圧延前加熱温度
圧延前加熱温度が10]0℃を越えると、本発明方法に
おいて規定された化学成分を有する鋼を用いたとしても
加熱時のオーステナイト粒が粗大化してしまい、圧延の
ままではフェライトとベイナイトの銹細混合組織を得ら
れなくなってしまう。
おいて規定された化学成分を有する鋼を用いたとしても
加熱時のオーステナイト粒が粗大化してしまい、圧延の
ままではフェライトとベイナイトの銹細混合組織を得ら
れなくなってしまう。
従って、D「望の低温靭性が達成できなくなるので。
圧延前加熱温度は、1000℃を上限とすることが不可
欠である。一方、加熱温度をより低くしても低温特性に
は悪影響がないが、低くしすぎると鋼片圧延時にロール
にかかる負荷が過大となって生産性を劣化することから
、目安としては900〜1000℃の加熱が適当といえ
る。
欠である。一方、加熱温度をより低くしても低温特性に
は悪影響がないが、低くしすぎると鋼片圧延時にロール
にかかる負荷が過大となって生産性を劣化することから
、目安としては900〜1000℃の加熱が適当といえ
る。
b)圧延温度、及び圧下率
鋼に所定の強度と靭性な賦与するためには、熱r’、’
+ I:l:i正 a F RQ n Y’ ト」 T
σ)’FIR11iL’ M でkTVr ヌ、変形と
再結晶を繰り返してオーステナイト粒を細かくすること
が必要である。
+ I:l:i正 a F RQ n Y’ ト」 T
σ)’FIR11iL’ M でkTVr ヌ、変形と
再結晶を繰り返してオーステナイト粒を細かくすること
が必要である。
その際に、880℃以下での累積圧下率が60−未満で
は所望の微細化を実現できず、従って、880℃以下の
温度域での累積圧下率を60%以。
は所望の微細化を実現できず、従って、880℃以下の
温度域での累積圧下率を60%以。
上と定めた。
なお、圧下率の上限は格別に制限されるものではなく、
圧延機の能力や鋼片寸法、或いは製品寸法等により適宜
選択すれば良い。
圧延機の能力や鋼片寸法、或いは製品寸法等により適宜
選択すれば良い。
C)仕上温度
850℃を越える温度で仕上圧延を行うと、所望の細粒
組織を実現することができず、目的、とする高靭性の鋼
片が得られないことから、仕上温度を850℃以下と定
めた。
組織を実現することができず、目的、とする高靭性の鋼
片が得られないことから、仕上温度を850℃以下と定
めた。
なお、仕上温度が低すぎると、本発明方法において規定
された化学成分を有する銅ではオーステナイトの未再結
晶域圧延となって、集合組織の発達による機械的性質の
異方性を生ずるようになることから、仕上温度は850
〜’750℃程度にすることが望ましい。
された化学成分を有する銅ではオーステナイトの未再結
晶域圧延となって、集合組織の発達による機械的性質の
異方性を生ずるようになることから、仕上温度は850
〜’750℃程度にすることが望ましい。
そして、上述のような熱間圧延条件のもとて本発明対象
成分鋼を圧延すれば、圧延の丑までフェライトとベイナ
イトの微細混合組織が得られるのである。
成分鋼を圧延すれば、圧延の丑までフェライトとベイナ
イトの微細混合組織が得られるのである。
d)焼戻し温度
本発明方法で規定した成分組成を有し、本発明の圧延条
件で製造した棒鋼は、圧延の′i丑でもフェライトとベ
イナイトの微mな混合組織となるものであるが、更に必
要に応じて、その後500〜700℃の範囲内で焼戻し
処理を行え(は、降伏応力がより上昇し、且つ靭性の一
層の向上が実現される。
件で製造した棒鋼は、圧延の′i丑でもフェライトとベ
イナイトの微mな混合組織となるものであるが、更に必
要に応じて、その後500〜700℃の範囲内で焼戻し
処理を行え(は、降伏応力がより上昇し、且つ靭性の一
層の向上が実現される。
この場合、焼戻し温度が50.0℃未’l+!iである
と前記の効果が十分に発揮できず、一方、焼戻し温度が
’700℃を越えると焼戻し中にフエライ)・及びベイ
ナイトが両結晶を起して微細組織が崩れ、靭性の劣化を
招くことになるので、焼戻し温度を500〜700℃と
定めた。
と前記の効果が十分に発揮できず、一方、焼戻し温度が
’700℃を越えると焼戻し中にフエライ)・及びベイ
ナイトが両結晶を起して微細組織が崩れ、靭性の劣化を
招くことになるので、焼戻し温度を500〜700℃と
定めた。
〈実施例〉
次いで、この発明を実施例により比較例と対比しながら
説明する。
説明する。
実施例 1
1ず、P及びS含有量を抑制する常法にて、それぞれ第
1表に示される成分組成の鋼A−Yを溶製した後、各々
1θOn角の鋼片とし、圧延素材としだ。
1表に示される成分組成の鋼A−Yを溶製した後、各々
1θOn角の鋼片とし、圧延素材としだ。
次に、この鋼片を950℃に加熱し、880℃以下での
累積川下率が90%で、仕上温度がSOO℃の熱間圧延
をh111シて、直径が251unの丸棒としだ。
累積川下率が90%で、仕上温度がSOO℃の熱間圧延
をh111シて、直径が251unの丸棒としだ。
そして、仕上圧延後、該丸棒拐を常温壕で大気中放冷し
た。
た。
このようにして441られた圧延のままの各丸棒につい
て、ミクロ組織観察、引張試験、及び衝撃試験を行った
。
て、ミクロ組織観察、引張試験、及び衝撃試験を行った
。
なお、ミクロ組織観察においては、圧延のまま材のフエ
ライl−、ベイナイト及びパーライトを判別するととも
に、その粒径をも測定した。
ライl−、ベイナイト及びパーライトを判別するととも
に、その粒径をも測定した。
引張り試験では、平行部:14MφのJI84号試験片
を圧延拐から削シ出し、0.5%全伸びに対する降伏強
さ、引張強さ、伸び(標点距離二50間で計算)及び絞
りを測定した。
を圧延拐から削シ出し、0.5%全伸びに対する降伏強
さ、引張強さ、伸び(標点距離二50間で計算)及び絞
りを測定した。
衝撃試験は、JI34号(2mmvノツチ)シャルピー
試験片を用いて実施し、−120℃における吸収エネル
ギー[vE−1go 〕と衝撃破面遷移温度(脆性−延
性破面遷移温度) 〔vTrs)で低温靭性な評価した
。
試験片を用いて実施し、−120℃における吸収エネル
ギー[vE−1go 〕と衝撃破面遷移温度(脆性−延
性破面遷移温度) 〔vTrs)で低温靭性な評価した
。
得られた結果を第2表に示しだ。
第2表に示される結果からも明らかなように5本発明方
法の条件を満たす成分組成(mA〜P)を有し、本発明
方法の条件を満足する手段にて製造された棒鋼は、いず
れも粒径が10μm以下の微細な〔フェライト士ベイナ
イト〕の混合組織を呈し、降伏強さが4 ’OkgfA
i以上で、且つvlE−120が30 kflf−mに
近い値を示しており、強度と靭性が極めて優れているこ
とがわかる。また、 vTrsも、いずれも−120℃
より低く、−120℃の温度でも脆性破壊を生じないこ
とが明らかである。
法の条件を満たす成分組成(mA〜P)を有し、本発明
方法の条件を満足する手段にて製造された棒鋼は、いず
れも粒径が10μm以下の微細な〔フェライト士ベイナ
イト〕の混合組織を呈し、降伏強さが4 ’OkgfA
i以上で、且つvlE−120が30 kflf−mに
近い値を示しており、強度と靭性が極めて優れているこ
とがわかる。また、 vTrsも、いずれも−120℃
より低く、−120℃の温度でも脆性破壊を生じないこ
とが明らかである。
これに対して、本発明方法における圧延条件を満たして
いても、成分組成が本発明の条件を満足しない棒鋼(鋼
Q〜Yを適用し/こもの)1は、vE−1;:。
いても、成分組成が本発明の条件を満足しない棒鋼(鋼
Q〜Yを適用し/こもの)1は、vE−1;:。
の値が低く、vTrsも一120℃より高温側になって
いて、−120℃において脆性破壊を生じで靭性不良で
あることがわかシ、また、降伏強さについても40 k
gf/fia未満のものがあり、強度的にも不安定であ
ることか明らかである。
いて、−120℃において脆性破壊を生じで靭性不良で
あることがわかシ、また、降伏強さについても40 k
gf/fia未満のものがあり、強度的にも不安定であ
ることか明らかである。
実施例 2
第1表に示した鋼Aの160朋角鉢り片を用いて、圧延
条件を種々変化させて直径:25+u+の丸棒を製造し
た。
条件を種々変化させて直径:25+u+の丸棒を製造し
た。
仕上圧延後は、該丸棒材を常温まで放冷しノC。
得られた丸イ奉について、実施例1と同じ要領でミクロ
組織、強度及び靭性の調査を行い、その結果を第3表に
示す。
組織、強度及び靭性の調査を行い、その結果を第3表に
示す。
第3表に示される結果からも、本発明方法で規定した成
分組成の銅を使用しても、圧延条件が本発明方法の範囲
から外れた手段では、強LW又は靭性、或いはそのいず
れもが劣化し、降伏強さが40、 Okgf/maを越
えた値、vTrsが一120℃よシも低い温度という目
標値を満たさないことが明らかである。
分組成の銅を使用しても、圧延条件が本発明方法の範囲
から外れた手段では、強LW又は靭性、或いはそのいず
れもが劣化し、降伏強さが40、 Okgf/maを越
えた値、vTrsが一120℃よシも低い温度という目
標値を満たさないことが明らかである。
実施例 3
第1表に示した鋼A及びLの16’o朋角鋼片を用いて
、 鋼片加熱濃度;950℃。
、 鋼片加熱濃度;950℃。
880℃以下での累積圧下率:90チ。
仕上温度:800℃
の条件で熱間圧延し、直径:25間の丸棒を製造後、第
4表に示されるように480〜720℃に1時間保持後
大気放冷するという焼戻し処理を施した。
4表に示されるように480〜720℃に1時間保持後
大気放冷するという焼戻し処理を施した。
得られた丸棒について、実施例1と同じ要領でミクロ組
織、強度及び靭性な調べ、その結果を第4表に併せて示
した。
織、強度及び靭性な調べ、その結果を第4表に併せて示
した。
第4表に示される結果からは次のことがわかる。
即ち、焼戻し温度が480℃では、圧延のまま材と比べ
て降伏強さもvTrsも殆んど変化せず、焼戻しの効果
が認められない。
て降伏強さもvTrsも殆んど変化せず、焼戻しの効果
が認められない。
しかし、500〜700℃の焼戻し温度域では、降伏強
さの増加が著しく、同時にvTrsも大幅な低下を示し
ている。つ1!、+、本発明の要件を満たす処理によっ
て、丸棒の強度及び靭性のいずれもが著しく向上するこ
とが明らかである。
さの増加が著しく、同時にvTrsも大幅な低下を示し
ている。つ1!、+、本発明の要件を満たす処理によっ
て、丸棒の強度及び靭性のいずれもが著しく向上するこ
とが明らかである。
ところが、70 +、) ℃を越える焼戻しを行うと、
ミクロ組織が粗大化して強度低下が引き起されるととも
に、靭性も劣化してしまうことも明白である。
ミクロ組織が粗大化して強度低下が引き起されるととも
に、靭性も劣化してしまうことも明白である。
く総括的な効果〉
」−ユ述のJ、うに、本発明によれは、高価な合金元素
を多量に添加したり、格別に繁雑な手段を講することな
く 、 61&(の化学成分や圧延方法を調整するのみ
で、−120℃を下回るような極低温環境においても十
分に61′1′ロ足できる高強度及び高靭性を有する棒
鋼がコスト安く製造できるなど、産業上有用な効果がも
たらされるのである。
を多量に添加したり、格別に繁雑な手段を講することな
く 、 61&(の化学成分や圧延方法を調整するのみ
で、−120℃を下回るような極低温環境においても十
分に61′1′ロ足できる高強度及び高靭性を有する棒
鋼がコスト安く製造できるなど、産業上有用な効果がも
たらされるのである。
出願人 住友金属工業株式会社
代理人 富 1) オ目 夫 ほか1名第1頁の続き
@発明者 清水場 進 北ブ
合本
、州市小倉北区許斐町1番地 住友金属工業株式会社小
1鉄所内
1鉄所内
Claims (2)
- (1) C: 0.02〜0.10 %。 Si:0.5g6以下。 Mn:l、10〜2.50%。 Mo: 0.15〜0.50%。 Nb:O,010〜0100%。 Ae:0.010〜0050チ を含有するとともに、必要によシ、更にCu: Q、0
5〜0.30%。 Ni:0.05〜1.20%。 Cr: 0.05〜1.20%。 Ti:0.01〜0.05チ。 B : 0.0005〜0.0030%のうちの1種以
トをも含み、 Fe及び不可避的不純物:残り。 から成る成分組成で、かつ不純物中のP及びSのうちの
少なくとも一方の含有量が。 p : o、o 1’oチ未満。 S:0.010φ未満 を満足する鋼片(以上、重量%)を、最高1000℃捷
での温度に加熱した後、 仕上温展: 85u℃以下。 880℃以下の温反域での累積圧下率:60チ以上 の熱間圧延を施し、次いで室温まで空冷することを特徴
とする、低温靭性の優れた棒鋼の製造方法。 - (2) C: 0.02〜0.10チ。 Sl二0.5%以下。 Mlコニ1.10〜2.50%。 Mo : 0.15〜0.50%。 Nb: 0.010〜0100チ。 Ae : o、 o工0〜0.050%。 を含イjするとともに、必要によシ、更にCu: 0.
05〜0.30 %。 Nユ : ○ 0 5〜1 20 % 。 Cr二 〇 05〜1.20%。 Ti: 0.0 1−0.0 5 係。 B:O,0O05〜O,OO30% のうちの1種以上をも含み、 Fe及び不可避的不純物:残り。 から成る成分組成で、かつ不純物中の1〕及びL3のう
ちの少なくとも一方の含有量が、 P:0.010係未満。 S:0.010%未満 を満足する鋼片(以上、重量%)を、最高1000℃ま
での温度に加熱した後、 仕上温度、850℃以下。 880℃以下の温度域での累積圧下率:60q6以上 の熱間圧延を施し、次いで室温まで空冷してから、更に
500〜’700℃にて焼戻すことを特徴とする、低温
靭性の優れた棒鋼の製造方法。
Priority Applications (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP21206583A JPS60103119A (ja) | 1983-11-11 | 1983-11-11 | 低温靭性の優れた棒鋼の製造方法 |
AU35217/84A AU554218B2 (en) | 1983-11-11 | 1984-11-08 | Htnt low alloy steel bars for low temperature applications |
DE19843441087 DE3441087A1 (de) | 1983-11-11 | 1984-11-09 | Verfahren zur herstellung von stahlstaeben mit verbesserter kaltzaehigkeit und die dabei erhaltenen stahlstaebe |
LU85636A LU85636A1 (fr) | 1983-11-11 | 1984-11-09 | Procede de fabrication de barres d'acier ayant une meilleure tenacite a basse temperature et produits en barres d'acier ainsi obtenus |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP21206583A JPS60103119A (ja) | 1983-11-11 | 1983-11-11 | 低温靭性の優れた棒鋼の製造方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS60103119A true JPS60103119A (ja) | 1985-06-07 |
Family
ID=16616282
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP21206583A Pending JPS60103119A (ja) | 1983-11-11 | 1983-11-11 | 低温靭性の優れた棒鋼の製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS60103119A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH02240236A (ja) * | 1989-03-15 | 1990-09-25 | Nkk Corp | 耐塩性pc鋼棒 |
CN114959454A (zh) * | 2022-04-29 | 2022-08-30 | 长沙东鑫环保材料有限责任公司 | 一种hrb700e钢筋及其制备方法 |
-
1983
- 1983-11-11 JP JP21206583A patent/JPS60103119A/ja active Pending
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH02240236A (ja) * | 1989-03-15 | 1990-09-25 | Nkk Corp | 耐塩性pc鋼棒 |
CN114959454A (zh) * | 2022-04-29 | 2022-08-30 | 长沙东鑫环保材料有限责任公司 | 一种hrb700e钢筋及其制备方法 |
CN114959454B (zh) * | 2022-04-29 | 2023-03-10 | 长沙东鑫环保材料有限责任公司 | 一种hrb700e钢筋及其制备方法 |
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