JPS604261B2 - 大入熱溶接用低温用鋼 - Google Patents

大入熱溶接用低温用鋼

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JPS604261B2
JPS604261B2 JP752945A JP294575A JPS604261B2 JP S604261 B2 JPS604261 B2 JP S604261B2 JP 752945 A JP752945 A JP 752945A JP 294575 A JP294575 A JP 294575A JP S604261 B2 JPS604261 B2 JP S604261B2
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JP
Japan
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less
heat input
joules
input welding
bond
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正午 金沢
智 門
明 中島
一成 山戸
健太郎 岡本
研 金谷
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Nippon Steel Corp
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Publication date
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C38/00Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/04Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing manganese
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C38/00Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/08Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing nickel
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C38/00Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/14Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing titanium or zirconium

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
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  • Organic Chemistry (AREA)
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、大入熱溶接用の低温用鋼に関するものである
近年、溶接コスト低減のために、LPG用貯蔵容器等に
おいて、大入熱溶接を利用しようとする機運が高まって
いるが、溶接入熱が50000ジュ−ル/抑を超えると
、溶接ボンド部のオーステナィト粒度が300仏以上と
なり、その轍性が著しく劣化し、従釆公知の低温用鋼の
場合には入熱50000ジュール/肌以上の大入熱熔接
は、適用できないと云う問題があった。
本発明は、このような従来の低温用鋼の欠点を克服し、
入熱50000ジュール/肌以上の大入熱溶接をおこな
っても、ボンド鞠性の劣化しない低温用鋼を提供するも
ので、その要旨とするところは、‘1) C:0.02
〜0.10%,Si:0.5%以下、Mn:0.5〜1
.5%,Ti:0.003〜0.04%,山sol:0
.0005〜0.06%,Nのtal:0.0035%
未満を含み残部Fe及び不純物よりなり、4に十7Mn
+NiSI3.5入熱50000ジュ−ル/伽以上の単
相溶接ボンド部の熱履歴に相当する熱サイクルを受けた
時、オーステナィト結晶粒の大きさが100〜270仏
以下であり、ピーク温度1400ooにおいて0.05
A以下のTINの量が汀jとして0.0010%未満で
あることを特徴とする大入熱溶接用低温用鋼。
■ C:0.02〜0.10%,Si:0.5%以下、
Mn:0.5〜1.5%,Ti:0.003〜0.04
%,川sol:0.0005〜0.06%,NtoGI
:0.0035%未満を含み、更にB:0.0005〜
0.006%,Cu:2.0%以下の1種もしくは2種
を含み、残部Fe及び不可避的不純物よりな3り、入熱
50000ジュール/狐以上の単相溶接ボンド部の熱履
歴に相当する熱サイクルを受けた時、オーステナィト結
晶粒の大きさが100〜270一以下であり、ピーク温
度140000において0.05ム以下のTINの量が
Tiとして0.0010%禾満であることを特4数とす
る大入熱溶接用低温用鋼。
‘3} C:0.02〜0.10%,Si:0.5%以
下、Mn:0.5〜1.5%,Ti:0.003〜0.
04%,山sol:0.0005〜0.06%,N t
otal:0.0035%未満,Ni:0.5〜1.5
%を含み、残部Fe及び不可避的不純物よりなり、4父
十7Mn+NjSI3.5なる関係を満足し、入熱50
000ジュール/伽以上の単相溶接ボンド部の熱履歴に
相当する熱サイクルを受けた時、オーステナイト結晶粒
の大きさが100〜270仏以下であり、ピーク温度1
400こ0において0.05仏以下のTINの量がTi
として0.0010%未満であることを特徴とする大入
熱溶接用低温用鋼。
(4)C:0.02〜0.10%,Sj:0.5%以下
、Mn:0.50 〜1.5%,Ti:0.003〜0
.04%,Nsol:0.0005〜0.06%,N
total:0.0035%未満、Ni:0.5〜1.
5%を含み、更にB:0.0005〜0.006%,C
u:2.0%以下の1種もしくは2種を含み、残部Fe
及び不可避的不純物よりなり、4本十7Mn+NjSI
3.5なる関係を満足し、入熱50000ジュール/肌
以上の単相溶接ボンド部の熱履歴に相当する熱サイクル
を受けた時、オーステナィト結晶粒の大きさが100〜
270A以下であり、ピーク温度1400qoにおいて
0.05ム以下のTINの量がTiとして0.0010
%未満であることを特徴とする大入熱溶接用低温用鋼。
にある。
なお、本発明でいうピーク温度とは、実際に溶接したと
きに、溶接ボンド部がうける加熱冷却の熱サイクルにお
ける最高加熱温度をいう。
本発明の構成要件の限定理由について説明する。
先づ、C%を0.02〜0.10%に限定しているが、
C%が0.02%未満では、鋼の強度が、母材ならびに
溶接部において不足するほかに、大入熱溶接ボンド部の
籾性が、かえって劣化するので、C%の下限を0.02
%とした。
C%が0.10%を超えると、大入熱溶接部の級性が劣
化するので、これを上限とした。本発明では特にC%は
0.03〜0.09%の時ボンド轍性が最良となる。S
iは、脱酸により必然的に含有される元素であるが、母
材の靭性と強度の確保のために、0.1%以上を必要と
する。
しかし、Si%が0.5%を超えると、母村ならびにボ
ンド部の鞠性が、かえって劣化するので、上限を0.5
%とした。Mn%については、0.5%未満では、母材
の強度、鞠性、ボンド部の轍性が劣化するので、下限を
0.5%としたが、これが1.5%を超えると、ボンド
部の靭性がかえって劣化するため、上限を1.5%とし
た。
Ti%については、その含有量が0.003%以上でな
いと50000ジュール/抑以上の大入熱で溶接した時
、そのボンド部の靭性が著しくすぐれていると云う本発
明の特徴を達成できないため、下限を0.003%とし
た。
他方Ti%が0.04%を超えると、大入熱熔接時のボ
ンド靭性は、かえって劣化するので、上限をこのように
設定した。ボンド鞠性にとって、最も好ましい範囲は、
本発明の場合に0.005〜0.015%である。
ZAlsol%は、これが0.
0005%未満でも、0.06%超でも、母材ならびに
ボンド部の靭‘性が劣化するため含有範囲をこのように
定めた。Nto例の含有量については、0.0035未
満が必須条件で、0.005%を超えて含有されると、
ボンドZ靭性が劣化するためである。
大入熱溶接時のボンド靭性が最良となるNtoね1含有
量は、0.001〜0.0035%未満の間にある。上
記のTjは、Nのtalの一部と結合して、TINを形
成する。
2本発明では、溶接
ボンド部の熱サイクルのピーク温度1400午0におい
て存在する0.05仏以下の大きさのTINは、Ti量
により表わすとき0.0010%を超えない。このよう
な限定条件を設けた理由は、次の通りである。
本発明におけるように、Ntotalが0.005%以
下のときには、Tiが0.003〜0.04%存在しさ
えすれば、このTiは鋼中窒素をTINとして固定する
が、0.05山以下の微細なTinが少ないほど、すな
わち、この微細TINの量をTi量で表わすとき0.0
010%未満であれば、0.05仏以上の大きなTIN
が多く、鋼中窒素の固定が安定であるため、ボンド部の
低温鱗性が高くなるために、この限定をおこなつた。ま
た、本発明ではさらにBO.0005〜0.006%,
Cu2%以下の1種もしくは2種を含有させることがで
きる。
あるいは又Nio.5〜1.5%を含みうる。これらの
含有範囲の限定理由は次の通りである。Bが、0.00
05%未満では、暁入性向上効果がなく、これが0.0
06%を超えると、母材およびボンド部の靭性を劣化す
るからである。Nio.5%未満では、ボンド籾性を、
さらに改善する効果がなく、Niが1.5%を超えると
ボンド敵性がかえって劣化するためである。Culま、
必然的に含有される可能性のある元素で、ボンド鞠性に
も良い影響があるが、2%を超えるとかえってボンド戦
性を害するので、これを上限とした。本発明においては
、さらに4に十7Mn+NjS13.5なる要件を満足
するとき、より顕著な効果が蓑せられる。
すなわち、かくすることによって50000ジュール/
即以上の大入熱溶接時のボンドが本発明で云う独特のす
ぐれた鞠性を示す。すなわち、C,Mn,Niの含有量
が、この式で規定される如く含有されることは好ましい
結果をもたらす。さらに、本発明鋼において注意すべき
もう一つの特徴は、Nio.5〜1.5%を含む場合に
大入熱溶接部の級性が最良となることである。
したがって、本発明ではNiを含有しながら同時上式を
満足する時に最良のポンド靭I性が得られる。本発明の
さらに他の特徴としてC%が低目で0.03〜0.05
%,Mn%が高目で1.3〜1.5%で、Nio.5〜
1.0%で上式を満足するときには入熱10万ジュール
/肌以上の大入熱溶接においてもすぐれた靭性を示すこ
とである。
最後に、入熱50000ジュール/肌以上の単層溶接ボ
ンド部の熱サイクルを受けたとき、オーステナィト粒の
大きさが100〜270ム以下と云う限定を設けてある
が、オーステナィト粒度が270〆を超えるときは、ボ
ンド部の鞠性向上効果が本発明程度の効果を達成しない
ので、このような限定をした。
本発明における上記オーステナィト粒の大きさは100
〜270山の間にある。本発明の効果について次に説明
する。従来の低温用鋼は、50000ジュール/仇以上
の大入熱で溶接するとボンド部の2肌Vシャルビー試験
で−50ooにおける吸収エネルギーが1〜2k9一m
であった。
しかし、本発明鋼の場合には上と全く同じ大入熱溶接を
おこなった時に、ポンド部で−5000におけるシャル
ビー試験の吸収エネルギーが、L方向で4.5k9一m
以上、C方向で3k9−m以上を確保することができる
。すでに述べた特にすぐれた成分範囲の時には入熱10
万ジュール/肌以上でも、上記のシャルビー試験値を確
保することができる。本発明の効果を、さらに明瞭にす
るため実施例により説明する。
実施例 1 第 1 表 この鋼の製造においては、鋼塊を1320o 土80℃
に均熱後分塊圧延し、スラブを水冷し、その後スラ Z
ブを11000 〜1150qoの温度に再加熱し、熱
間圧延し、板厚23肋の鋼板とした。
この鋼板に対し、900o 〜950午0に加熱後暁入
れし、さらに5000 〜600qoの間で焼戻して、
降伏点3.3k9/嫌以上の低温用鋼とした。
これに対し入2熱80000J/肌サブマージアーク熔
接の熱サイクルを一回与え、ボンド部の靭性をしらべた
。第1表、第2表において1〜4は本発明鋼であり、5
は比較のために示した従来鋼である。第2表 2 第2表の結果は、L方向からシャルビー試片を採取した
時の値である。
C方向の値は、vE−50が3.0kg・肌以上であっ
た。2,3については、入熱12万J/肌の熱サイクル
試験もおこない、vE−50がL方向で4.5k9・仇
以上、C方向で3.0k9・仇以上であることを確認し
た。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 C:0.02〜0.10%,Si:0.5%以下、
    Mn:0.5〜1.5%,Ti:0.003〜0.04
    %,Alsol:0.0005〜0.06%,Ntot
    al:0.0035%未満を含み残部Fe及び不純物よ
    りなり、42C+7Mn+Ni≦13.5なる関係を満
    足し、入熱50000ジユール/cm以上の単相溶接ボ
    ンド部の熱履歴に相当する熱サイクルを受けた時、オー
    ステナイト結晶粒の大きさが100〜270μであり、
    ピーク温度1400℃において0.05μ以下のTiN
    の量がTiとして0.0010%未満であることを特徴
    とする大入熱溶接用低温用鋼。 2 C:0.02〜0.10%,Si:0.5%以下、
    Mn:0.5〜1.5%,Ti:0.003〜0.04
    %,Alsol:0.0005〜0.06%,Ntot
    al:0.0035%未満を含み、更にB:0.000
    5〜0.006%,Cu:2.0%以下の1種もしくは
    2種を含み、残部Fe及び不可避的不純物よりなり、4
    2C+7Mn+Ni≦13.5なる関係を満足し、入熱
    50000ジユール/cm以上の単相溶接ボンド部の熱
    履歴に相当する熱サイクルを受けた時、オーステナイト
    結晶粒の大きさが100〜270μであり、ピーク温度
    1400℃において0.05μ以下のTiNの量がTi
    として0.0010%未満であることを特徴とする大入
    熱溶接用低温用鋼。 3 C:0.02〜0.10%,Si:0.5%以下、
    Mn:0.5〜1.5%,Ti:0.003〜0.04
    %,Alsol:0.0005〜0.06%,Ntot
    al:0.0035%未満、Ni:0.5〜1.5%を
    含み、残部Fe及び不可避的不純物よりなり、42C+
    7Mn+Ni≦13.5なる関係を満足し、入熱500
    00ジユール/cm以上の単相溶接ボンド部の熱履歴に
    相当する熱サイクルを受けた時、オーステナイト結晶粒
    の大きさが100〜270μであり、ピーク温度140
    0℃において0.05μ以下のTiNの量がTiとして
    0.0010%未満であることを特徴とする大入熱溶接
    用低温用鋼。 4 C:0.02〜0.10%,Si:0.5%以下、
    Mn:0.5〜1.5%,Ti:0.003〜0.04
    %,Alsol:0.0005〜0.06%,Ntot
    al:0.0035%未満、Ni:0.5〜1.5%を
    含み、更にB:0.0005〜0.006%,Cu:2
    .0%以下の1種もしくは2種を含み、残部Fe及び不
    可避的不純物よりなり、42C+7Mn+Ni≦13.
    5なる関係を満足し、入熱50000ジユール/cm以
    上の単相溶接ボンド部の熱履歴に相当する熱サイクルを
    受けた時、オーステナイト結晶粒の大きさが100〜2
    70μであり、ピーク温度1400℃において0.05
    μ以下のTiNの量がTiとして0.0010%未満で
    あることを特徴とする大入熱溶接用低温用鋼。
JP752945A 1974-12-31 1974-12-31 大入熱溶接用低温用鋼 Expired JPS604261B2 (ja)

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JPS5179624A JPS5179624A (ja) 1976-07-12
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JPS5179624A (ja) 1976-07-12
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