JPS61149430A - 低温じん性および溶接性の優れた低C−Cu析出型高張力鋼の製造方法 - Google Patents

低温じん性および溶接性の優れた低C−Cu析出型高張力鋼の製造方法

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JPS61149430A
JPS61149430A JP27526384A JP27526384A JPS61149430A JP S61149430 A JPS61149430 A JP S61149430A JP 27526384 A JP27526384 A JP 27526384A JP 27526384 A JP27526384 A JP 27526384A JP S61149430 A JPS61149430 A JP S61149430A
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steel
toughness
temperature
weldability
low
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Asao Narimoto
成本 朝雄
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Kawasaki Steel Corp
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 大型産業機械、溶接鋼管その他、海洋構造物、橋梁など
の使途に適合すべきり溶接構造物用高張力鋼材の有利な
製造に関しこの明細書に述べる技術内容は、溶接鋼構造
物の大型化にともなう高強度、高じん性でしかも優れた
溶接性の兼備についての要請を満たすための研究の所産
を提案するところにある。
ここに溶接性を向上させるためには低C化が有効である
が、反面高強度化の要請が損なわれる。
このため、低C化した場合に他の方法で強度を補う必要
がある。その1つの方法としてCuの析出硬化作用を利
用することができる。
(従来の技術) Cuの析出硬化の利用に関しては例えばASTM^71
0や、米国特許第3692514号明細書にその例が見
られる。しかし、Cu析出硬化を利用して高強度化を図
るとき、低温じん性が害われる。
ここに含Cu1jlで低温じん性を確保する1つの方法
としては、Cu析出温度を最硬化条件(例えば550℃
)より高く (例えば670℃)することが考えられる
が、これではCuの析出による高強度化の作用が失われ
て本来の目的が達成され得ない。
(発明が解決しようとする問題点) Cuの析出硬化作用を損なうことなく低温じん性を著し
く改善させることにより、低温じん性および溶接性に優
れた、YP : 49kgf/n+”以上の高張力鋼の
有利な製造方法を確保することがここに述べる開発研究
の目的である。
(問題点を解決するための手段) (11溶接性を向上させるためC量を0.01〜0.1
0wt%に低減する。
(2)高強度化するため、Cuを0.7〜1.5wt%
含存させる。
(3)  上記Cuの含有の下で析出硬化処理に由来す
るしん性劣化を防ぎ、低温じん性は向上させるために、
制御圧延を行う。
以上は上記問題解決のための基本の要因であって、この
圧延のあと、そのまま、または、再加熱焼入れもしくは
直接焼入れの適切な組合わせを経てすなわち上記した目
的は、 C:O,O〜0.10饋t%、Si : 0.40wt
%以下Mn : 0.5〜2.0int%、Cu : 
0.7〜L5wt%Ni : 0.5〜2.0wt%、
Nb : O,OQ5〜0.06wt%およびAl:0
.01〜0.10wt%を含有する組成又はさらにCr
及び/又はMo:1.0wt%以下を含有する組成の鋼
に、900℃以下700℃以上で30%以上の圧下を加
えて圧延を終了し、その後500℃〜650℃の範囲で
Cu析出処理を施す、ことを特徴とする低温じん性およ
び溶接性に優れた溶接構造物用高張力鋼の製造方法。
C: 0.01〜0.10wt%、Si : 0.40
wt%以下Mn : 0.5〜2.0wt%、Cu :
 0.7〜1.5wt%Ni : 0.5〜2.0wt
%、Nb : 0.005〜0.06御t%および^f
fi:0.01〜0.10%1t%を基本成分として含
有する組成又はさらにCr及び/又はMo : 1.0
wt%以下を含有する組成の鋼に900℃以下700℃
以上で30%以上の圧下を加えて圧延を終了し、一たん
冷却したのち、Acs〜AC:l +30℃の範囲に再
加熱後、水冷し、その後500℃〜650℃の範囲でC
u析出処理を施す ことを特徴とする低温じん性および溶接性に優れた溶接
構造物用高張力鋼の製造方法。
C: 0.01〜0.10wt%、Si : 0.40
wt%以下Mn : 0.5〜2.0i4t%、Cu 
: 0.7〜1.5wt%Nb: 0.005〜0.0
60賀t%、Ni : 0.5〜2.0 wt%および Al:Q、Ql〜0.10%1t%を基本成分として含
有する組成又は、さらにCr及び/又はMo : 1.
0wt%以下を含有する組成の鋼に、900℃以下70
0℃以上で30%以上の圧下を加えて圧延を終了し、直
ちに平均冷却速度2.5℃/S以上で室温まで冷却し、 その後500℃〜650℃の範囲でCu析出処理を施す ことを特徴とする、低温じん性および溶接性に優れた溶
接構造物用高張力鋼の製造方法。
によって有利に達成される。
(作 用) C量は0.01wt%以上0.10wt%以下であって
各発明を通じた特徴の一つである。C量は0.01wt
%未満では必要強度が得られず0.10wt%をこえる
と、溶接性が損なわれからである。
旦は鋼精錬時の脱酸上不可欠の元素であり、また安価な
調性化元素でもあるが、0 、60w t%を超えると
鋼の清浄度が損なわれて溶接性やしん性の低下をもたら
す。一方0.02iwt%未溝では上記の効果が得られ
ない。従って、Siの範囲を0 、02w t%〜0.
6−t%とした。
Mnはじん性を低下させることなく強度を高める元素で
あり、そのためには0.5wt%以上の添加が必要であ
る。しかし、2.0i1t%を超えると溶接性が損なわ
れる。従ってMnの添加範囲を0.5〜2.0讐t%と
した。
Cuの含有も各発明を通した特徴の一つであり、その析
出硬化作用を利用して高強度を達成する。
ここにCuが0.7wt%未満では析出硬化作用がなく
一方、1.5 wt%をこえると低温じん性が損なわれ
る。したがってCu含有量を0.7wt%〜1.5wt
%に限定した。
紅は、Cuの含有による熱間加工性の低下を防ぐ作用が
あり、また低温じん性を改善させる効果を0.5%以上
にてあられすが、2.0i+t%をこえる過剰な添加に
よる効果の増強はないので経済的でない。
袂は制御圧延による微粒化作用をもたらす元素である。
しかし、0.005wt%未満ではその作用が十分でな
くまた0、06wt%を越えると低温じん性を損なう。
八〇は脱酸およびオーステナイトの細粒化のために必要
な元素であり、そのためには0.010wt%以上必要
であるが0.10wt%をこえると鋼の清浄度を害する
以上の元素の他に、さらに高強度化するためにCr、M
oの1種または2種以上を添加することができる。これ
らの元素は固溶硬化、析出硬化あるいは焼入性を増加さ
せることにより強度を上昇させる。しかし、それぞれ1
.0swt%、を越えるとじん性を損なうので、上限を
規制した。
これらの他の成分として強度上昇のためVo、001〜
0.10wt%、Bo、0005〜0.0025wt%
、溶接性の改善のためにTi O,003〜0.05w
t%、介在物形状制御のためにCa、 RUM 0.0
05〜0.10%、などを添加しても効果は損なわれな
い。
P、Sは母材および溶接部しんせいを著しく損なう不純
物元素であるが不可避的な混入はやむを得ないので実害
を生じない限度としてそれぞれ0.015wt%以下、
0.010wt%以下ならば許容される。
つぎに圧延条件について述べる。
圧延仕上温度は900℃以下とする。900℃をこえる
温度では粒が粗大化しじん性が劣化する。また圧延仕上
げ温度を700″Cよりも低くするとじん性がそこなわ
れるため下限を700℃とした。この温度域での圧下は
30%以上を要し、30%未満では十分な細粒組織が得
られない。
Cu析出処理は500℃〜650℃の温度で行う、50
0℃〜600℃に限定した理由はこの温度範囲外ではC
uの析出硬化作用が損なわれるからである。
このCu析出処理に先立って、制御圧延のあと再加熱焼
入れを施す場合、その再加熱温度はAc、〜AC3+3
0℃として水冷を行うことが焼入後の組織を微細化する
ために必要である。また制御圧延の終了後に直接焼入れ
を行うときその冷却速度は2.5℃八へc以上とする。
その理由は2.5 /seeより遅い冷却では高強度が
得られないからである。
(実施例) 第1発明の供試鋼の化学組成を表1に示す。
各供試鋼を、オーステナイト域に加熱し、仕上温度80
0℃で25mまで圧延(圧下率75%)し、その後60
0℃で1時間のCu析出処理を行った。
そのときの強度とじん性を表2に示す、なお表2には圧
延を920℃で仕上げたときのデータを付記した。
第1発明により優れた強度および低温じん性が得られる
ことがわかる。
次に供試鋼Eについて圧延終了温度を650〜950℃
の範囲の種々な温度に変えて上記Cu析出処理後のしん
性値vE −60に及ぼす影響を調べ第1図の成績を得
た。またさらに圧延終了温度を850℃とした場合につ
いてCu析出処理を450〜675℃の種々な条件に変
えY、S、に及ぼす影響を調べて第2図の成績を得た。
第2発明の供試鋼の化学組成を比較例とともに表3に示
す。
各供試鋼をオーステナイト域に加熱し、仕上温度800
℃で2511まで圧延(圧下率75%)し、空冷後、9
00℃に加熱し焼入れ処理した。その後550℃で1時
間Cuの析出処理を行った。そのときの強度とじん性を
表4において2重線区画で囲ってこの発明に従う成績を
区別して示す。
なお表4には920℃で圧延を終了し、焼入温度を96
0℃としたときのデータを付記した。
第2発明によっても優れた強度および低温じん性が得ら
れることがわかる。
次に供試鋼Jについて焼入れ温度のみを800℃〜10
00℃の範囲の種々な温度に変えて上記したCu析出処
理の後の低温じん性との関係を第3図に示した。さらに
焼入れ温度を900℃としたときにおけるCu析出処理
温度のY、S、に及ぼす影響を第4図に示した。
次に表3に化学組成を示した各供試鋼をオーステナイト
域に加熱し、仕上温度800℃で25flまでに圧延(
圧下率75%)しその後直ちに水焼入れした。その後5
50℃で1時間のCu析出処理を行った。
そのときの強度、じん性を表5に示す。なお表5には9
20℃で圧延を終了し直接焼入したときの比較データを
付記した。
第3発明により、優れた強度および低温じん性が得られ
ることがわかる。
第5図、第6図にCu含有量によるY、S、T、S、の
依存性、Ni含有量のvTrsに及ぼす影響を示し、第
7図にて供試!1ilPにつき、Cu析出処理温度を4
00〜700℃に変えたときのY、S、に及ぼす影響を
示した。
(発明の効果) 第1発明にてCを0.01〜0.10wt%に低減し、
Cuを0.7〜1.5 wt%添加した鋼を仕上温度9
00〜70Q℃で圧延したのち、500〜650℃でC
u析出処理することにより、溶接性を損うことなく高強
度高じん性の鋼を安価に製造することができた。
第2発明でもほぼ同様に圧延したのち、Act〜AC3
+30℃の範囲に再加熱し焼入れ、500℃〜650℃
でCu析出処理することにより溶接性を損なうことなく
、高強度高じん性の鋼を製造することができた。
第3発明でも同様に圧延した後直ちに焼入れ、500℃
〜650℃の温度でCu析出処理することにより、溶接
性を損なうことなく優れた強度および低温しん性を存す
る鋼を製造することができた。
【図面の簡単な説明】
第1図は圧延終了温度が低温じん性に及ぼす影響を示す
線図、 第2図はCu析出処理温度がY、S、に及ぼす影響を示
す線図であり、 第3図は圧延後の再加熱焼入れ温度と低温じん性の関係
線図、 第4図はこの場合のCu析出処理温度とY、S、との関
係線図であり、 第5図は直接焼入れの場合におけるCu含有量と強度の
関係グラフ、 第6図はNi含有量とじん性の関係グラフであり、第7
図はCu析出温度と強度の関係グラフである。 第1図 1ぼ誕ノ冬丁逼崖(C) 第2図 第3図 第4図 Cu J/r*@Ft 湯ノ[t・c、+第5図 Cu(Z) 第6図 /し7 色ノ 第7図 Cu祈出処P1湯肩

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、C:0.01〜0.10wt%、Si:0.40w
    t%以下Mn:0.5〜2.0wt%、Cu:0.7〜
    1.5wt%Ni:0.5〜2.0wt%、Nb:0.
    005〜0.06wt%およびAl:0.01〜0.1
    0wt%を 含有する組成又はさらにCr及びMo:1.0wt%以
    下を有する組織の鋼に、900℃以下700℃以上で3
    0%以上の圧下を加えて圧延を終了し、その後500℃
    〜650℃の範囲でCu析出処理を施す、ことを特徴と
    する低温じん性および溶接性に優れた溶接構造物用高張
    力鋼の製造方法。 2、C:0.01〜0.10wt%、Si:0.40w
    t%以下Mn:0.5〜2.0wt%、Cu:0.7〜
    1.5wt%Ni:0.5〜2.0wt%、Nb:0.
    05〜0.06wt%およびAl:0.01〜0.10
    wt% を含有する組成又はさらにCr及び/又はMo:1.0
    wt%以下 を含有する組成の鋼に900℃以下700℃以上で30
    %以上の圧下を加えて圧延を終了し、一たん冷却したの
    ち、Ac_3〜Ac_3+30℃の範囲に再加熱後、水
    冷し、その後500℃〜650℃の範囲でCu析出処理
    を施すことを特徴とする低温じん性および溶接性に優れ
    た溶接構造物用高張力鋼の製造方法。 3、C:0.01〜0.10wt%、Si:0.40w
    t%以下Mn:0.5〜2.0wt%、Cu:0.7〜
    1.5wt%Ni:0.5〜2.0wt%、Nb:0.
    005〜0.06wt%およびAl:0.01〜0.1
    0wt% を含有する組織又は、さらにCr及び/又はMo:1.
    0wt%以下 を含有する組成の鋼に、900℃以下700℃以上で3
    0%以上の圧下を加えて圧延を終了し、直ちに平均冷却
    速度2.5℃/S以上で室温まで冷却し、その後500
    ℃〜650℃の範囲でCu析出処理を施すことを特徴と
    する、低温じん性および溶接性に優れた溶接構造物用高
    張力鋼の製造方法。
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