JPS609825A - 強靭鋼の製造方法 - Google Patents
強靭鋼の製造方法Info
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- JPS609825A JPS609825A JP11565483A JP11565483A JPS609825A JP S609825 A JPS609825 A JP S609825A JP 11565483 A JP11565483 A JP 11565483A JP 11565483 A JP11565483 A JP 11565483A JP S609825 A JPS609825 A JP S609825A
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- steel
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- points
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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
- C21D1/00—General methods or devices for heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering
- C21D1/78—Combined heat-treatments not provided for above
-
- 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
- C21D1/00—General methods or devices for heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering
- C21D1/18—Hardening; Quenching with or without subsequent tempering
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- 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】
この発明は、例えば極寒冷地等のような低温環境で使用
される大型構造物素材として好適な強靭鋼を、高価な合
金元素や格別な設備を要することなく低コストで製造す
る方法に関するものである。
される大型構造物素材として好適な強靭鋼を、高価な合
金元素や格別な設備を要することなく低コストで製造す
る方法に関するものである。
近年、我々を取シ巻く各種産業の進展ぶりには目を見張
るものがあり、これにともなって地下資源の開発、或い
は海洋資源の開発・育成等、様々々資源開発活動も益々
活発化の度合を深めて来ている。
るものがあり、これにともなって地下資源の開発、或い
は海洋資源の開発・育成等、様々々資源開発活動も益々
活発化の度合を深めて来ている。
そして、これらの活動を支えるものとして、種々の分野
に使用されている鋼材構造物の進歩・発展を見逃すこと
ができないが、開発活動の高能率化や、自然条件の苛酷
な未開発地での活動の必要性等から鋼材構造物は一層巨
大化する傾向を見せはじめてきており、同時に極寒冷地
等の厳しい環境での使用をも余儀無くされるようになっ
てきた。
に使用されている鋼材構造物の進歩・発展を見逃すこと
ができないが、開発活動の高能率化や、自然条件の苛酷
な未開発地での活動の必要性等から鋼材構造物は一層巨
大化する傾向を見せはじめてきており、同時に極寒冷地
等の厳しい環境での使用をも余儀無くされるようになっ
てきた。
ところで、鋼は、一般に、低温になると靭性の急激な劣
化を来たすという低温脆化現象を呈することが知られて
おシ、このようなことから、極寒冷地で使用する大型構
造物用鋼材には、高い強度を備えていることはもちろん
のこと、極寒においても優れた靭性を示すものが強く要
望されていたのである。
化を来たすという低温脆化現象を呈することが知られて
おシ、このようなことから、極寒冷地で使用する大型構
造物用鋼材には、高い強度を備えていることはもちろん
のこと、極寒においても優れた靭性を示すものが強く要
望されていたのである。
従来、このような要望に応えるだめの鋼の強靭化は、Ｎ
ｌ鋼を基本成分鋼として選び、これに熱処理を施すこと
によって微細焼戻しマルテンサイト ５− 組織と焼戻し時に析出する微細な逆変態オーステナイト
を生成せしめるか、或いは微細焼戻しマルテンサイトと
微細焼戻しベイナイトとの混合組織並びに微細な逆変態
オーステナイトを生成せしめるかして達成されるのが普
通であった。
ｌ鋼を基本成分鋼として選び、これに熱処理を施すこと
によって微細焼戻しマルテンサイト ５− 組織と焼戻し時に析出する微細な逆変態オーステナイト
を生成せしめるか、或いは微細焼戻しマルテンサイトと
微細焼戻しベイナイトとの混合組織並びに微細な逆変態
オーステナイトを生成せしめるかして達成されるのが普
通であった。
しかしながら、このようにして得られる強靭鋼はＮ１の
多量添加を欠くことができず、従って鋼材コストの大幅
上昇を免れることができないという極めて不利な問題を
抱えていたのである。
多量添加を欠くことができず、従って鋼材コストの大幅
上昇を免れることができないという極めて不利な問題を
抱えていたのである。
そこで、本発明者等は、先に、ｒＮｉ等の高価な元素を
多量に含有することのない鋼であっても、オーステナイ
ト状態からの冷却条件を特定のものに制限すると、高強
度と優れた靭性とを同時に示すようになる」との知見に
基づいた強靭鋼の製造方法を特開昭５７−８９４２４号
として提案し、低価格で、しかも優れた特性を備えた強
靭鋼を提供して来たが、この特開昭５７−８９４２４号
として提案された方法にも、「鋼の成分毎にその冷却条
件を変更しなければならないので、製造作業が幾分煩わ
しい」との声が聞かれていだのである。
多量に含有することのない鋼であっても、オーステナイ
ト状態からの冷却条件を特定のものに制限すると、高強
度と優れた靭性とを同時に示すようになる」との知見に
基づいた強靭鋼の製造方法を特開昭５７−８９４２４号
として提案し、低価格で、しかも優れた特性を備えた強
靭鋼を提供して来たが、この特開昭５７−８９４２４号
として提案された方法にも、「鋼の成分毎にその冷却条
件を変更しなければならないので、製造作業が幾分煩わ
しい」との声が聞かれていだのである。
６−
本発明者等は、上述のような観点から、Ｎｉ元素の添加
が無い安価な成分の鋼を素材とし、しかも煩わしい作業
を要することもなく、極寒冷地等で使用する大型構造物
等として十分に適用が可能な強靭鋼を、簡単容易に、か
つ低コストで製造する方法を見出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。即ち、（ａ）従来のように、Ｎｌ鋼を基本成
分鋼として選び、更にその焼戻し時に析出してくる微細
な逆変態オーステナイトを利用しなくても、鋼の組織を
極微細な焼戻しマルテンサイト組織、或いは極微細な焼
戻しマルテンサイトと焼戻し低温ベイナイトとの混合組
織とするだけで、極寒冷地における大型構造物素材鋼と
して十分に満足し得る適度の強度及び靭性を具備した鋼
材が得られること、（ｂ） 一般に、鋼の結晶粒微細化
のだめには誘導加熱法等の急速加熱手段を用いて焼入れ
を行うと有効であることが知られているが、特定量のＣ
成分と、特定量のＮｂ及びＴ１成分の１種以上とを同時
に含有する鋼においては、電気炉加熱のような１℃／ｓ
ｅｃ以下程度のゆつくシした加熱速度で加熱しても、Ａ
ｃ３点〜［Ａｃ３点＋２００℃〕の温度に加熱後焼入れ
る処理を少なくとも２回以上繰返すと、焼入れによって
細粒のマルテンサイト組織、又はマルテンサイトと低温
ベイナイトとの微細混合組織が得られ、しかも形成され
るＴｉ（Ｃ，Ｎ）或いはＮｂ（Ｃ１Ｎ）が、次の焼入れ
時の加熱の際、オーステナイトへの変態直前の高温にな
るまでマルテンサイト又はベイナイトのラス（ｚａｔ、
ｈ）を崩さず、転位の減少を防止することとなるので、
オーステナイトが、旧マルテンサイト粒界のほかにラス
境界からも生成されて微細組織となシ、焼入れによって
一層微細な低温変態組織（マルテンサイト、低温ベイナ
イト）を生ずる。そして更に、Ｎｂ及びＴ１がオーステ
ナイト結晶粒の粗大化を防ぐため、加熱温度が少々高く
なっても格別な支障を来たすことがなく、安定な操業を
行うことができる。
が無い安価な成分の鋼を素材とし、しかも煩わしい作業
を要することもなく、極寒冷地等で使用する大型構造物
等として十分に適用が可能な強靭鋼を、簡単容易に、か
つ低コストで製造する方法を見出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。即ち、（ａ）従来のように、Ｎｌ鋼を基本成
分鋼として選び、更にその焼戻し時に析出してくる微細
な逆変態オーステナイトを利用しなくても、鋼の組織を
極微細な焼戻しマルテンサイト組織、或いは極微細な焼
戻しマルテンサイトと焼戻し低温ベイナイトとの混合組
織とするだけで、極寒冷地における大型構造物素材鋼と
して十分に満足し得る適度の強度及び靭性を具備した鋼
材が得られること、（ｂ） 一般に、鋼の結晶粒微細化
のだめには誘導加熱法等の急速加熱手段を用いて焼入れ
を行うと有効であることが知られているが、特定量のＣ
成分と、特定量のＮｂ及びＴ１成分の１種以上とを同時
に含有する鋼においては、電気炉加熱のような１℃／ｓ
ｅｃ以下程度のゆつくシした加熱速度で加熱しても、Ａ
ｃ３点〜［Ａｃ３点＋２００℃〕の温度に加熱後焼入れ
る処理を少なくとも２回以上繰返すと、焼入れによって
細粒のマルテンサイト組織、又はマルテンサイトと低温
ベイナイトとの微細混合組織が得られ、しかも形成され
るＴｉ（Ｃ，Ｎ）或いはＮｂ（Ｃ１Ｎ）が、次の焼入れ
時の加熱の際、オーステナイトへの変態直前の高温にな
るまでマルテンサイト又はベイナイトのラス（ｚａｔ、
ｈ）を崩さず、転位の減少を防止することとなるので、
オーステナイトが、旧マルテンサイト粒界のほかにラス
境界からも生成されて微細組織となシ、焼入れによって
一層微細な低温変態組織（マルテンサイト、低温ベイナ
イト）を生ずる。そして更に、Ｎｂ及びＴ１がオーステ
ナイト結晶粒の粗大化を防ぐため、加熱温度が少々高く
なっても格別な支障を来たすことがなく、安定な操業を
行うことができる。
従って、これをＡｃ１点以下の温度で焼戻しすれば、極
めて微細な焼戻しマルテンサイト組織、或いは極微細な
、焼戻しマルテンサイトと焼戻し低温ベイナイトとの混
合組織が得られること、（ｃ） ｍを２以上の整数とし
て（ｍ−１）回目の焼入れ処理の後、ｍ回目の焼入れに
際しての加熱の前に、置き割れ等を防止するための焼戻
し処理（以下、ラフテンパーと称す）を行うと、熱処理
作業性が極めて容易になること、 （ｄ）鋼中に、更にＣｕ、 Ｃｒ、 Ｖ 、 Ｍｏ及び
Ｗの１種以上を添加含有せしめると鋼の強度等が一層向
−トし、また、Ｃａ及び希土類元素の１種以上を添加含
有させると鋼中の介在物が球状化されるとともに鋼の清
浄化がなされて靭性の改善を見、そして微量のＢを添加
含有せしめると鋼の強度及び靭性が一層改善されること
。
めて微細な焼戻しマルテンサイト組織、或いは極微細な
、焼戻しマルテンサイトと焼戻し低温ベイナイトとの混
合組織が得られること、（ｃ） ｍを２以上の整数とし
て（ｍ−１）回目の焼入れ処理の後、ｍ回目の焼入れに
際しての加熱の前に、置き割れ等を防止するための焼戻
し処理（以下、ラフテンパーと称す）を行うと、熱処理
作業性が極めて容易になること、 （ｄ）鋼中に、更にＣｕ、 Ｃｒ、 Ｖ 、 Ｍｏ及び
Ｗの１種以上を添加含有せしめると鋼の強度等が一層向
−トし、また、Ｃａ及び希土類元素の１種以上を添加含
有させると鋼中の介在物が球状化されるとともに鋼の清
浄化がなされて靭性の改善を見、そして微量のＢを添加
含有せしめると鋼の強度及び靭性が一層改善されること
。
この発明は、上記知見に基づいてなされたものであり、
Ｃ：０．１５〜０．４５％（以下、係は重量割合とする
）。
）。
Ｓｉ： ０．０５〜１．００％、Ｍｎ：０．３〜２．０
％。
％。
ＡＱ ： ０．０１〜０１０％。
Ｎｂ及びＴ１の１種又は２種： ０．００５〜０．１５
０％。
０％。
９ −
を含有し、必要により更に、
第１区分・・・
Ｃｕ： ０．０５〜０．５０％。
Ｃｒ： ０．０５〜２．００％。
Ｖ：０．０１〜０１５％。
Ｍｏ及びＷの１種又は２種：
ＭＯ＋いＷで０．０５〜１２０チ。
第２区分・・
Ｃａ： ０．００１〜０．０５０％。
希土類元素：Ｏ，ＯＯ１〜０．０５０％。
第３区分・・
Ｂ ： ０．０００５〜０．００５０％。
のうちの１種以上をも含むとともに、
Ｆｅ及び不可避不純物：残り。
から成シ、かつ不純物中のＰ及びＳの含有量がそれぞれ
、 Ｐ：０．０２５係以下。
、 Ｐ：０．０２５係以下。
Ｓ：０．０１５％以下。
である鋼を熱間圧延した後、ＡＣ３点〜［ＡＣ３点＋２
００℃〕の温度域に加熱してオーステナイト状１０− 態から焼入れし、続いて、Ａｃ３点〜［Ａｃ３点＋２０
０℃〕の温度域に加熱後焼入れする処理を更に１回以上
繰返して行うか、或いはＡｃ１点以下の温度での焼戻し
くラフテンパー）と、Ａｃ３点〜［Ａｃ３点＋２００℃
］の温度域に加熱後焼入れする処理とをこの順序で１回
以上繰返して行い、その後再度Ａｃ、１点以下の温度で
焼戻し処理を行うことによシ、高強度と、極寒冷地等の
ような低温環境においても優れた靭性を示す強靭鋼を得
る点に特徴を有するものである。
００℃〕の温度域に加熱してオーステナイト状１０− 態から焼入れし、続いて、Ａｃ３点〜［Ａｃ３点＋２０
０℃〕の温度域に加熱後焼入れする処理を更に１回以上
繰返して行うか、或いはＡｃ１点以下の温度での焼戻し
くラフテンパー）と、Ａｃ３点〜［Ａｃ３点＋２００℃
］の温度域に加熱後焼入れする処理とをこの順序で１回
以上繰返して行い、その後再度Ａｃ、１点以下の温度で
焼戻し処理を行うことによシ、高強度と、極寒冷地等の
ような低温環境においても優れた靭性を示す強靭鋼を得
る点に特徴を有するものである。
なお、この発明の方法において、２回目以降のｎ回目の
焼入れに際するオーステナイト化加熱温度は、（ｎ−１
）回目の焼入れの際のオーステナイト化加熱温度未満で
あるのが好ましく、このようにすることによって鋼の組
織は一層細粒で、かつ整粒となり、靭性がより改善され
ることとなる。
焼入れに際するオーステナイト化加熱温度は、（ｎ−１
）回目の焼入れの際のオーステナイト化加熱温度未満で
あるのが好ましく、このようにすることによって鋼の組
織は一層細粒で、かつ整粒となり、靭性がより改善され
ることとなる。
ま／こ、置き割れ等を防止するだめのラフテンパーを実
施する際に、該ラフテンパーの条件をＡ１＝Ｔ（Ａ２
＋ＩＯＩ？ ｔ ） なる式で計算されるＡ１が Ａ１＜１９． ＯＸ １０ を満足するように設定するのが好壕しく、このようにす
ることによってラフテンパーによるマルテンサイトラス
や低温ベイナイトラスの崩れが小さく抑えられ、ｍ回目
の焼入れで（ｍ−１）回目よシも細粒な組織を得ること
ができるのである。
施する際に、該ラフテンパーの条件をＡ１＝Ｔ（Ａ２
＋ＩＯＩ？ ｔ ） なる式で計算されるＡ１が Ａ１＜１９． ＯＸ １０ を満足するように設定するのが好壕しく、このようにす
ることによってラフテンパーによるマルテンサイトラス
や低温ベイナイトラスの崩れが小さく抑えられ、ｍ回目
の焼入れで（ｍ−１）回目よシも細粒な組織を得ること
ができるのである。
更に、第１回目の焼入れにおける加熱を通常の電気炉加
熱のようにゆっくりとした加熱速度で行った後焼入れし
、次に急速加熱処理して焼入れを行えば、よシ一層の細
粒化組織を達成できて、靭性改善効果が著しくなること
はもちろんのことである。
熱のようにゆっくりとした加熱速度で行った後焼入れし
、次に急速加熱処理して焼入れを行えば、よシ一層の細
粒化組織を達成できて、靭性改善効果が著しくなること
はもちろんのことである。
次に、この発明の強靭鋼の製造方法において、鋼の化学
成分組成、及び熱処理条件を前記のように限定した理由
を説明する。
成分組成、及び熱処理条件を前記のように限定した理由
を説明する。
Ａ、鋼の化学成分組成
■ Ｃ
Ｃ成分は、鋼の焼入れ性増加、強度増加に加えて、細粒
化のためには欠くことのできないものであるが、その含
有量が０．１５ ％未満では、ゆっくりした加熱速度の
場合に２回以上の繰返し焼入れ処理を行っても所望の細
粒化が達成できず、また強度低下及び焼入れ住方化を来
だすこととなり、一方０．４５％を越えて含有させると
靭性劣化を招くようになることから、Ｃ含有量は０１５
〜０．４５％と定めた。
化のためには欠くことのできないものであるが、その含
有量が０．１５ ％未満では、ゆっくりした加熱速度の
場合に２回以上の繰返し焼入れ処理を行っても所望の細
粒化が達成できず、また強度低下及び焼入れ住方化を来
だすこととなり、一方０．４５％を越えて含有させると
靭性劣化を招くようになることから、Ｃ含有量は０１５
〜０．４５％と定めた。
■ ５Ｉ
Ｓ１成分は、鋼の脱酸剤として有効なものであるほか、
強度及び焼入れ性を高める作用を有するものであるが、
その含有量が０．０５ ％未満では前記作用に所望の効
果を得ることができず、他方１．００係を越えて含有さ
せると靭性な劣化するようになるので、Ｓｉ含有量を０
．０５〜１．００％と定めだ。
強度及び焼入れ性を高める作用を有するものであるが、
その含有量が０．０５ ％未満では前記作用に所望の効
果を得ることができず、他方１．００係を越えて含有さ
せると靭性な劣化するようになるので、Ｓｉ含有量を０
．０５〜１．００％と定めだ。
ｃ Ｍｎ
Ｍｎ成分には、焼入れ住改善作用、強度及び靭性１３−
向上作用、及び鋼の脱酸作用があるが、その含有量が０
．３％未満では前記作用に所望の効果が得られず、他方
２０％を越えて含有されると逆に靭性の劣化を招くこと
となるので、Ｍｎ含有量を０３〜２０％と定めた。
．３％未満では前記作用に所望の効果が得られず、他方
２０％を越えて含有されると逆に靭性の劣化を招くこと
となるので、Ｍｎ含有量を０３〜２０％と定めた。
■ ＡＡ
ＡＱＣ成分、鋼の脱酸の安定化、均質化及び細粒化を図
るために添加するものであるが、その含有量が０．０１
％未満では前記作用に所望の効果が得られず、他方０．
１０％を越えて含有させると脱酸効果は飽和してしまい
、また介在物増大による疵の発生や靭性の劣化をも招く
ことから、Ａε含有量を０．０１〜０１０％と定めた。
るために添加するものであるが、その含有量が０．０１
％未満では前記作用に所望の効果が得られず、他方０．
１０％を越えて含有させると脱酸効果は飽和してしまい
、また介在物増大による疵の発生や靭性の劣化をも招く
ことから、Ａε含有量を０．０１〜０１０％と定めた。
■ Ｎｂ、及びＴ１
Ｎｂ及びＴ１成分には、鋼の強度増加作用、焼戻し軟化
抵抗の増大作用に加えて、組織を細粒化するという均等
な作用があるが、これらの元素の］１種又は２種の合計
含有量が０．００５％未満では、特にゆっくりとした加
熱速度の場合、２回以上の繰返し焼入れ処理を行っても
所望の細粒化が達成で１４− きず、他方これらの元素の１種又は２種の合計含有量が
０．１５０％を越えると前記作用にそれ以上の向上効果
が得られないばかりでなく、靭性劣化をも来たすように
なるので、Ｎｂ及びＴ］の１種又は２種の含有量を００
０５〜０．１５０％と定めた。
抵抗の増大作用に加えて、組織を細粒化するという均等
な作用があるが、これらの元素の］１種又は２種の合計
含有量が０．００５％未満では、特にゆっくりとした加
熱速度の場合、２回以上の繰返し焼入れ処理を行っても
所望の細粒化が達成で１４− きず、他方これらの元素の１種又は２種の合計含有量が
０．１５０％を越えると前記作用にそれ以上の向上効果
が得られないばかりでなく、靭性劣化をも来たすように
なるので、Ｎｂ及びＴ］の１種又は２種の含有量を００
０５〜０．１５０％と定めた。
■ Ｐ、及びＳ
Ｐ及び８分は、鋼の靭性向上のだめには可及的に少ない
方が好ましいものであるが、鋼の製造コストを考慮して
Ｐの上限を００２５％、Ｓの上限を０．０１５％とそれ
ぞれ定めた。
方が好ましいものであるが、鋼の製造コストを考慮して
Ｐの上限を００２５％、Ｓの上限を０．０１５％とそれ
ぞれ定めた。
＠Ｃｕ、 Ｃｒ、Ｖ、 Ｍｏ、及びＷ
これらの成分には鋼の強度を向上する作用があるので、
必要に応じて１種以上を添加含有せしめるものであるが
、以下、個々の元素についてその詳細な特性及び含有量
限定理由を説明する。
必要に応じて１種以上を添加含有せしめるものであるが
、以下、個々の元素についてその詳細な特性及び含有量
限定理由を説明する。
ｉ） Ｃｕ
ＣＵ酸成分は、鋼の靭性なそれ程阻害することなく強度
上昇をもたらす好ましい元素であるが、その含有量が０
．０５％未満では所望の効果を得ることができず、他方
０．５０ ％を越えて含有させると熱間加工性の劣化を
招くようになることから、Ｃｕ含有量を０．０５〜０．
５０％と定めだ。
上昇をもたらす好ましい元素であるが、その含有量が０
．０５％未満では所望の効果を得ることができず、他方
０．５０ ％を越えて含有させると熱間加工性の劣化を
招くようになることから、Ｃｕ含有量を０．０５〜０．
５０％と定めだ。
ｉｉ） Ｃｒ
Ｃｒ成分には、鋼の焼入れ性２強度、及び焼戻し軟化抵
抗を増大させる作用があるが、その含有量が０．０５％
未満では前記作用に所望の効果を得ることができず、他
方２００係を越えて含有させると靭性の劣化を招くこと
から、Ｃｒ含有量を０．０５〜２．００％と定めだ。
抗を増大させる作用があるが、その含有量が０．０５％
未満では前記作用に所望の効果を得ることができず、他
方２００係を越えて含有させると靭性の劣化を招くこと
から、Ｃｒ含有量を０．０５〜２．００％と定めだ。
ｆｉｔ） Ｍｏ、及びＷ
Ｍｏ及びＷ成分には、いずれも焼入れ性及び強度を上昇
させ、焼戻し軟化抵抗を増大するという均等な作用があ
るが、ＷばＭｏに対して原子量が約２倍であり効果の点
では、ＭＯ含有量がＷの半分で丁度均等となるものであ
る。そして、Ｍ○＋φＷの値が０．０５％未満では前記
作用に所望の効果が得られず、ＭＯ＋１／２ Ｗで１．
２０％を越えてＭｏ及びＷの］一種以上を含有させても
強度上昇効果が飽和してしまう上、かえって靭性の劣化
を招くようになることから、Ｍｏ及びＷの１種又は２種
の含有量をＭｏ＋１７２ Ｗで００５〜１．２０％と定
めた。
させ、焼戻し軟化抵抗を増大するという均等な作用があ
るが、ＷばＭｏに対して原子量が約２倍であり効果の点
では、ＭＯ含有量がＷの半分で丁度均等となるものであ
る。そして、Ｍ○＋φＷの値が０．０５％未満では前記
作用に所望の効果が得られず、ＭＯ＋１／２ Ｗで１．
２０％を越えてＭｏ及びＷの］一種以上を含有させても
強度上昇効果が飽和してしまう上、かえって靭性の劣化
を招くようになることから、Ｍｏ及びＷの１種又は２種
の含有量をＭｏ＋１７２ Ｗで００５〜１．２０％と定
めた。
ｉｖ） ｖ
■成分には、鋼の強度を上昇するとともに、焼戻し軟化
抵抗を増大する作用を有するものであるが、その含有量
が０．０１％未満では前記作用に所望の効果を得ること
ができず、他方、０．１５％を越えて含有させると靭性
の劣化を招くようになることから、■含有量を０．０１
〜０．１５％と定めた。
抵抗を増大する作用を有するものであるが、その含有量
が０．０１％未満では前記作用に所望の効果を得ること
ができず、他方、０．１５％を越えて含有させると靭性
の劣化を招くようになることから、■含有量を０．０１
〜０．１５％と定めた。
■ Ｃａ、及び希土類元素
これらの成分には、いずれも鋼中の介在物を球状化する
とともに鋼を清浄化して、圧延方向と直角をなす方向に
おける靭性を改善し鋼の異方性を小さくする作用がある
ので、必要に応じて１種以上添加含有せしめられるもの
であるが、いずれも０．０Ｏ１％未満の含有量では前記
作用に所望の効果を得ることができず、他方、いずれも
０．０５０チを越えて含有せしめると前記靭性改善効果
が飽和してしまうのみならず、酸化物等の非金属介在１
７− 物が増大して鋼の清浄性が低下するので、それぞれの含
有量をともに０．００１〜０．０５０％と定めた。なお
、希土類元素はミツシュメタルの形で添加することが実
用上好ましい手段である。
とともに鋼を清浄化して、圧延方向と直角をなす方向に
おける靭性を改善し鋼の異方性を小さくする作用がある
ので、必要に応じて１種以上添加含有せしめられるもの
であるが、いずれも０．０Ｏ１％未満の含有量では前記
作用に所望の効果を得ることができず、他方、いずれも
０．０５０チを越えて含有せしめると前記靭性改善効果
が飽和してしまうのみならず、酸化物等の非金属介在１
７− 物が増大して鋼の清浄性が低下するので、それぞれの含
有量をともに０．００１〜０．０５０％と定めた。なお
、希土類元素はミツシュメタルの形で添加することが実
用上好ましい手段である。
■ Ｂ
Ｂ成分には、鋼の焼入れ性を向上させて強度及び靭性を
改善する作用があるので、必要に応じて添加含有せしめ
られる元素であるが、その含有量がＯ，ＯＯ０５％未満
では前記作用に所望の効果を得ることができず、他方ｏ
、 ｏ ０５０ ％を越えて含有させてもそれ以上の向
上効果がもたらされないことから、Ｂ含有量を０．００
０５〜Ｏ，ＯＯ５０饅と定めた。
改善する作用があるので、必要に応じて添加含有せしめ
られる元素であるが、その含有量がＯ，ＯＯ０５％未満
では前記作用に所望の効果を得ることができず、他方ｏ
、 ｏ ０５０ ％を越えて含有させてもそれ以上の向
上効果がもたらされないことから、Ｂ含有量を０．００
０５〜Ｏ，ＯＯ５０饅と定めた。
なお、Ｂ処理を行った鋼の場合には、鋼中のＮ含有量（
＠が［２５ｘＢ（％）−１，５ｘ１ｏ３１以下Ｔあると
Ａｃ工点点以下の焼戻し時に粗大なボロカーバイドが析
出して所望の高靭性を有する鋼を得ることができなくな
る恐れがあり、更にＮ含有量（イ）が〔３×Ｂ（イ）＋
１．２Ｘ１０’−２］以上であるとＢの焼入れ性向上作
用が十分に発揮されず、強度及び靭１８− 性が劣化する恐れがでてくることから、２．５ Ｘ Ｂ
（％） −１，５Ｘ １０−” （Ｎ（イ）＜３ＸＢ（
％）＋１．２Ｘ１０−２ なる制限を設けることが望ましい。
＠が［２５ｘＢ（％）−１，５ｘ１ｏ３１以下Ｔあると
Ａｃ工点点以下の焼戻し時に粗大なボロカーバイドが析
出して所望の高靭性を有する鋼を得ることができなくな
る恐れがあり、更にＮ含有量（イ）が〔３×Ｂ（イ）＋
１．２Ｘ１０’−２］以上であるとＢの焼入れ性向上作
用が十分に発揮されず、強度及び靭１８− 性が劣化する恐れがでてくることから、２．５ Ｘ Ｂ
（％） −１，５Ｘ １０−” （Ｎ（イ）＜３ＸＢ（
％）＋１．２Ｘ１０−２ なる制限を設けることが望ましい。
まだ、この場合に、鋼がＯ，ＯＯ５％以上のＴ１を含ん
でいないならば、焼入れ加熱温度を１０７５℃以下にす
ることが望ましい。
でいないならば、焼入れ加熱温度を１０７５℃以下にす
ることが望ましい。
Ｂ、熱処理条件
この発明の方法は、以上のように構成された鋼を溶製し
、通常の方法にて厚板、形鋼、鋼管等に圧延加工した後
、特定の熱処理を施すものであるが、その熱処理条件は
次の通りである。
、通常の方法にて厚板、形鋼、鋼管等に圧延加工した後
、特定の熱処理を施すものであるが、その熱処理条件は
次の通りである。
■ 焼入れ条件
焼入れは、まず熱間圧延材をＡｃ３点〜［Ａｃ３点＋２
００℃〕の温度に加熱して組織を完全にオーステナイト
化した後、適当な冷却媒体によって焼入れし、低温変態
組織とする操作を２回以上繰返すものであるが、その際
の加熱温度がＡｃ３点未満であると当然のことなからオ
ーステナイト化が達成できず、一方［Ａｃ３点＋２００
℃〕を越えて加熱するとオーステナイト結晶粒が粗大化
してしまって、本発明処理によっても所望の微細組織を
得ることができなくなる。更に、加熱温度をＣＡｃ３点
−ト２００℃〕以下にすることは、オーステナイト粒の
粗大化を抑えるので焼入れ時の焼割れ感受性を低減する
という２次的効果をも生ずることとなる。
００℃〕の温度に加熱して組織を完全にオーステナイト
化した後、適当な冷却媒体によって焼入れし、低温変態
組織とする操作を２回以上繰返すものであるが、その際
の加熱温度がＡｃ３点未満であると当然のことなからオ
ーステナイト化が達成できず、一方［Ａｃ３点＋２００
℃〕を越えて加熱するとオーステナイト結晶粒が粗大化
してしまって、本発明処理によっても所望の微細組織を
得ることができなくなる。更に、加熱温度をＣＡｃ３点
−ト２００℃〕以下にすることは、オーステナイト粒の
粗大化を抑えるので焼入れ時の焼割れ感受性を低減する
という２次的効果をも生ずることとなる。
以上のように、焼入れ時の加熱温度をこのように限定す
ることにより、電気炉加熱のようなゆっくりとした加熱
速度であっても、加熱焼入れを２回以上繰返すことで極
微細な低温変態組織を実現することができ、靭性を大幅
に向上し得るのである。
ることにより、電気炉加熱のようなゆっくりとした加熱
速度であっても、加熱焼入れを２回以上繰返すことで極
微細な低温変態組織を実現することができ、靭性を大幅
に向上し得るのである。
なお、前にも述べたように、２回目以後の焼入れ時の加
熱は、前回のそれの温度よりも低くすることが好ましく
、これによって一層の細粒かつ整粒組織が実現され、鋼
材性能を向上することができる。
熱は、前回のそれの温度よりも低くすることが好ましく
、これによって一層の細粒かつ整粒組織が実現され、鋼
材性能を向上することができる。
■ 焼戻し条件
上述のような焼入れ処理によって得た微細組織を、最終
的にＡｃ１点以下の温度で焼戻し処理すれば、鋼に所望
の強度と靭性とが付与されるのである。
的にＡｃ１点以下の温度で焼戻し処理すれば、鋼に所望
の強度と靭性とが付与されるのである。
この場合、焼戻し温度がＡｃ１点を越えると鋼材強度が
大幅に変動し靭性も劣化することから、該温度をＡＣ１
点以下と定めだ。
大幅に変動し靭性も劣化することから、該温度をＡＣ１
点以下と定めだ。
なお、ラフテンパーの温度は、先にも述べたように、
Ａｘｌｅ： Ｔ （Ａ２ ＋ｌｏｇ ｔ ）なる式で計
算されるＡ１が Ａｘ＜１９． ＯＸ １０ を満足するように設定するのが好ましい。
算されるＡ１が Ａｘ＜１９． ＯＸ １０ を満足するように設定するのが好ましい。
次に、この発明を実施例により比較例と対比しながら具
体的に説明する。
体的に説明する。
実施例 ｌ
２１−
まず、通常の方法によって第１表に示す如き成分組成の
鋼１〜５９を溶製した。
鋼１〜５９を溶製した。
次にこれらを熱間圧延した後、第２表に示される条件に
て焼入れ・焼戻し処理を行った。
て焼入れ・焼戻し処理を行った。
得られた鋼板について、降伏点、引張強さ、及びシャル
ピー破面遷移温度を測定し、その結果も第２表に併せて
示した。
ピー破面遷移温度を測定し、その結果も第２表に併せて
示した。
第２表に示される結果からも、鋼の成分組成及び熱処理
条件が本発明の範囲内にあるものは強度及び靭性が優れ
ているとともに、そのバランスが良好であるのに対して
、鋼の成分組成、或いは熱処理条件が本発明の範囲から
外れている比較鋼では、上記特性に劣っていることが明
白である。
条件が本発明の範囲内にあるものは強度及び靭性が優れ
ているとともに、そのバランスが良好であるのに対して
、鋼の成分組成、或いは熱処理条件が本発明の範囲から
外れている比較鋼では、上記特性に劣っていることが明
白である。
実施例 ２
前記第１表中の本発明対象鋼である鋼４５及び４６を、
第３表に示す条件にて焼入れ・焼戻し処理した後、その
強度及び靭性を測定した。
第３表に示す条件にて焼入れ・焼戻し処理した後、その
強度及び靭性を測定した。
このようにして得られた結果を、第３表に併せて示した
。なお、第３表において「比較法」とは※印を付した点
で本発明の熱処理条件を満足しな２２− 特ａ昭ＧＯ−９８２５（１（） いものである。
。なお、第３表において「比較法」とは※印を付した点
で本発明の熱処理条件を満足しな２２− 特ａ昭ＧＯ−９８２５（１（） いものである。
第３表に示される結果からも、本発明の方法によれば、
強度及び靭性のバランスが極めて優れた鋼材を得られる
ことが明らかである。これに対して、熱処理条件が本発
明の範囲から外れると靭性の劣った鋼材しか得られない
ことも明白である。
強度及び靭性のバランスが極めて優れた鋼材を得られる
ことが明らかである。これに対して、熱処理条件が本発
明の範囲から外れると靭性の劣った鋼材しか得られない
ことも明白である。
実施例 ３
前記第１表中の本発明対象鋼である鋼４５を使用し、第
４表に示される条件で焼入れ処理し、そのオーステナイ
ト粒度番号（ＡＳＴＭＡ）を測定した。
４表に示される条件で焼入れ処理し、そのオーステナイ
ト粒度番号（ＡＳＴＭＡ）を測定した。
得られた結果も第４表に併せて示しだ。
第４表に示される結果からも、本発明方法におけるよう
に、焼入れを２回以上繰返すことによってはじめて極め
て微細な鋼材組織が達成でき、優れた靭性を有する鋼材
が得られることがわかる。
に、焼入れを２回以上繰返すことによってはじめて極め
て微細な鋼材組織が達成でき、優れた靭性を有する鋼材
が得られることがわかる。
実施例 ４
前記第１表中の本発明対象鋼である鋼２３を第５表に示
す条件にて、途中にラフテンパー処理をはさんで焼入れ
焼戻し処理し、強度及び靭性を測３０一 定した。得られた結果も、第５表に併せて示した。
す条件にて、途中にラフテンパー処理をはさんで焼入れ
焼戻し処理し、強度及び靭性を測３０一 定した。得られた結果も、第５表に併せて示した。
第５表に示される結果からは、各焼入れ処理の間に、置
き割れ防止等の意味でラフテンパー処理を施しても強度
及び靭性の優れた鋼材が得られることが明白であり、ま
た、この際のラフテンパー条件を、 Ａｌく１９．０Ｘ１０ にすると、強度・靭性バランスの一層優れた鋼材となる
こともわかる。
き割れ防止等の意味でラフテンパー処理を施しても強度
及び靭性の優れた鋼材が得られることが明白であり、ま
た、この際のラフテンパー条件を、 Ａｌく１９．０Ｘ１０ にすると、強度・靭性バランスの一層優れた鋼材となる
こともわかる。
上述のように、この発明によれば、Ｎ１等の高価な元素
を添加することなく、しかも格別な設備や煩わしい作業
を要することもなく、極寒冷地等で使用する大型構造物
等に好適々強靭鋼を、簡単容易に、かつ低コメトで製造
できるなど、工業上有用な効果がもたらされるので息る
。
を添加することなく、しかも格別な設備や煩わしい作業
を要することもなく、極寒冷地等で使用する大型構造物
等に好適々強靭鋼を、簡単容易に、かつ低コメトで製造
できるなど、工業上有用な効果がもたらされるので息る
。
出願人 住友金属工業株式会社
代理人 富 １） 和 夫 ほか１名
３２−
Claims (2)
- （１）重量割合で、 Ｃ：０．１５〜０．４５％。 Ｓｉ：０．０５〜］、００％。 Ｍｎ： ０．３〜２．０％。 Ａ＋！：０．０１〜０．１０％。 Ｎｂ及びＴ１の１種又は２種： ０．００５〜０．１５０％。 を含有し、必要により更に、 第１区分・・・ Ｃｕ： ０．０５〜０．５０％。 Ｃｒ ： ０．０５〜２．００％。 ｖ ： ０．０１〜０．１５ ％。 ＭＯ及びＷの１種又は２種： １− Ｍｏ −１−’３．／２ Ｗで０．０５〜１．２０係。 第２区分・・ Ｃａ： ０．００１〜０．０５０ ％。 希土類元素： ｏ、ｏ ０１〜０．０５０ ％。 第３区分・・・ Ｂ：０．０００５〜０．００５０係。 のうちの１種以上をも含むとともに、 Ｆｅ及び不可避不純物：残り。 から成り、かつ不純物中のＰ及びＳの含有量がそれぞれ
、 Ｐ：０．０２５％以下。 Ｓ：０．０１５％以下。 である鋼を熱間圧延した後、Ａｃ３点〜（： ＡＣ３点
＋２００℃〕の温度域に加熱してオーステナイト状態か
ら焼入れし、続いて、Ａｃ３点〜［Ａｃ３点＋２００℃
〕の温度域に加熱後焼入れする処理を更に１回以上繰返
して行い、その後Ａ Ｃ１点以下の温度で焼戻し処理を
行うことを特徴とする強靭鋼の製造方法。 - （２）重量割合で、 Ｃ：０．１５〜０．４５ ％。 Ｓｉ：０．０５〜１．００ ％。 Ｍｎ： ０．３〜２．０ ％。 Ａε ： ００ ｌ〜０．１０ 係。 Ｎｂ及びＴ１の１種又は２種： ０、 ＯＯ５〜０．１５０％。 を含有し、必要により更に、 第１区分・・ Ｃｕ： ０．０５〜０．５０ ％。 Ｃｒ ： ０．０５〜２．００ ％。 Ｖ：０．０１〜０．１５％。 Ｍｏ及びＷの１種又は２種： Ｍ ｏ ＋１／２ Ｗで０，０５〜１．２０係。 第２区分・・ Ｃａ： ０．００１〜０．０５０％。 希土類元素：Ｏ，ＯＯ１〜０．０５０係。 第３区分・・・ Ｂ：０．０００５〜０．００５０係。 のうちの１種以上をも含むとともに、 Ｆｅ及び不可避不純物、残り。 から成シ、かつ不純物中のＰ及びＳの含有量がそれぞれ
、 Ｐ：０．０２５％以下。 Ｓ：０．０１５％以下。 である鋼を熱間圧延した後、Ａ、ｃ３点〜ＣＡｃ３点＋
２００℃〕の温度域に加熱してオーステナイト状態から
焼入れし、続いて、Ａｃ１点以下の温度での焼戻しと、
Ａｃ３点〜〔ＡＣ３点＋２００℃〕の温度域に加熱後焼
入れする処理とをこの順序で］−回以上繰返して行い、
その後再度ＡＣ１点以下の温度で焼戻し処理を行うこと
を特徴とする強靭鋼の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11565483A JPS609825A (ja) | 1983-06-27 | 1983-06-27 | 強靭鋼の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11565483A JPS609825A (ja) | 1983-06-27 | 1983-06-27 | 強靭鋼の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS609825A true JPS609825A (ja) | 1985-01-18 |
| JPH0524201B2 JPH0524201B2 (ja) | 1993-04-07 |
Family
ID=14667991
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11565483A Granted JPS609825A (ja) | 1983-06-27 | 1983-06-27 | 強靭鋼の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS609825A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5186768A (en) * | 1990-06-14 | 1993-02-16 | Sumitomo Metal Industries, Ltd. | Flat spring hose clamp and manufacture of same |
| WO2011093117A1 (ja) * | 2010-01-27 | 2011-08-04 | 住友金属工業株式会社 | ラインパイプ用継目無鋼管の製造方法及びラインパイプ用継目無鋼管 |
| CN104164548A (zh) * | 2014-06-19 | 2014-11-26 | 中国科学院金属研究所 | 一种厚大断面低碳低合金钢铸锻件的热处理工艺 |
| CN110408858A (zh) * | 2019-08-22 | 2019-11-05 | 中天钢铁集团有限公司 | 一种高压绝缘子钢脚用合金钢及其生产工艺与用途 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| AR075976A1 (es) * | 2009-03-30 | 2011-05-11 | Sumitomo Metal Ind | Metodo para la manufactura de tuberias sin costura |
-
1983
- 1983-06-27 JP JP11565483A patent/JPS609825A/ja active Granted
Cited By (7)
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|---|---|---|---|---|
| US5186768A (en) * | 1990-06-14 | 1993-02-16 | Sumitomo Metal Industries, Ltd. | Flat spring hose clamp and manufacture of same |
| WO2011093117A1 (ja) * | 2010-01-27 | 2011-08-04 | 住友金属工業株式会社 | ラインパイプ用継目無鋼管の製造方法及びラインパイプ用継目無鋼管 |
| US9175360B2 (en) | 2010-01-27 | 2015-11-03 | Nippon Steel & Sumitomo Metal Corporation | Method for manufacturing seamless steel pipe for line pipe and seamless steel pipe for line pipe |
| CN104164548A (zh) * | 2014-06-19 | 2014-11-26 | 中国科学院金属研究所 | 一种厚大断面低碳低合金钢铸锻件的热处理工艺 |
| CN104164548B (zh) * | 2014-06-19 | 2016-03-30 | 中国科学院金属研究所 | 一种厚大断面低碳低合金钢铸锻件的热处理工艺 |
| CN110408858A (zh) * | 2019-08-22 | 2019-11-05 | 中天钢铁集团有限公司 | 一种高压绝缘子钢脚用合金钢及其生产工艺与用途 |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0524201B2 (ja) | 1993-04-07 |
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