JPS61194113A - 大入熱溶接用高張力鋼板の製造法 - Google Patents
大入熱溶接用高張力鋼板の製造法Info
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- JPS61194113A JPS61194113A JP3350185A JP3350185A JPS61194113A JP S61194113 A JPS61194113 A JP S61194113A JP 3350185 A JP3350185 A JP 3350185A JP 3350185 A JP3350185 A JP 3350185A JP S61194113 A JPS61194113 A JP S61194113A
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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】
産業上の利用分野
この発明は、降伏点: 36kgf /mm2以上、引
張強さ: 50kgf /mm2以上、シャルピー破面
遷移温度ニー60℃以下の母材強度、靭性を有し、さら
に、100〜250KJ/cmの入熱で溶接した継手の
ボンド部で=60℃のシャルピー吸収エネルギ (vE
−8゜):3.5kgf−m以上を満足することを特徴
とする低温用途用の大入熱溶接用高張力鋼板の製造方法
に関するものである。
張強さ: 50kgf /mm2以上、シャルピー破面
遷移温度ニー60℃以下の母材強度、靭性を有し、さら
に、100〜250KJ/cmの入熱で溶接した継手の
ボンド部で=60℃のシャルピー吸収エネルギ (vE
−8゜):3.5kgf−m以上を満足することを特徴
とする低温用途用の大入熱溶接用高張力鋼板の製造方法
に関するものである。
従来の技術
船舶、海洋構造物等に使用される厚鋼板は、使用目的に
応じた母材の強度、靭性が要求されるが、同時にファプ
リケーク−における製造コスト低減、すなわち高能率の
溶接作業を可能にする大入熱溶接性が要求される。
応じた母材の強度、靭性が要求されるが、同時にファプ
リケーク−における製造コスト低減、すなわち高能率の
溶接作業を可能にする大入熱溶接性が要求される。
従来、高張力鋼の大入熱溶接性を向上させる方法として
は次のような方法が提案されている。
は次のような方法が提案されている。
(1) 高N鋼
(N:0.0080〜0.0180%)に多量のB (
0,0040〜0、0100%)を添加する方法(特公
昭55−47100号)、(2)中N鋼 (N:0.005〜o、 oio%)にTi (0,0
06〜0.025%)又はB (0,0006〜0.0
025%)を添加する方法(特開昭56−14282号
)、 (3)低N鋼 N (0,0050%以下)にB (0,0003〜0
.0030%)又はTi (0,03%以下)を添加す
る方法(特開昭59−159968号)、しかしながら
、上記(1)及び(3)の方法では一60℃でのボンド
靭性vE−6o ≧3.5kgf −mを満足させるこ
とができず、低温用の高張力鋼としては使用できない。
0,0040〜0、0100%)を添加する方法(特公
昭55−47100号)、(2)中N鋼 (N:0.005〜o、 oio%)にTi (0,0
06〜0.025%)又はB (0,0006〜0.0
025%)を添加する方法(特開昭56−14282号
)、 (3)低N鋼 N (0,0050%以下)にB (0,0003〜0
.0030%)又はTi (0,03%以下)を添加す
る方法(特開昭59−159968号)、しかしながら
、上記(1)及び(3)の方法では一60℃でのボンド
靭性vE−6o ≧3.5kgf −mを満足させるこ
とができず、低温用の高張力鋼としては使用できない。
また上記(2)の方法では、100KJ / amを超
える大入熱溶接を行なった場合、ボンド靭性vE−6o
≧3、5kgf−mを満足させることができない。
える大入熱溶接を行なった場合、ボンド靭性vE−6o
≧3、5kgf−mを満足させることができない。
発明の解決すべき問題点
本発明は、降伏点: 36kgf / mm2以上、引
張強さ:50kgf /mm2以上、シャルピー破面遷
移温度ニー60℃以下の母材強度、靭性を有し、さらに
、100〜250KJ/cmの入熱で溶接した継手のボ
ンド部で一60℃のシャルピー吸収エネルギー(v E
−60) : 3.5kgf−m以上を満足する低温用
途用の大入熱溶接用高張力鋼板の製造方法を提供するこ
とを目的とする。
張強さ:50kgf /mm2以上、シャルピー破面遷
移温度ニー60℃以下の母材強度、靭性を有し、さらに
、100〜250KJ/cmの入熱で溶接した継手のボ
ンド部で一60℃のシャルピー吸収エネルギー(v E
−60) : 3.5kgf−m以上を満足する低温用
途用の大入熱溶接用高張力鋼板の製造方法を提供するこ
とを目的とする。
問題点を解決すべき手段
本発明者らは、100KJ / Cmを超える大入熱溶
接が可能で、しかも−60℃という低温度域で使用でき
るだけのボンド靭性を有する50kgf/ml112鋼
を提供するために、入熱量100KJ / am以上の
大入熱溶接性に及ぼす微量元素の影響に着目して詳細な
研究を行なった結果、以下(1)〜(7)に示す知見を
得るに至った。すなわち、 (1)Nの含有量を0.0040〜0.0060%に制
御し、またTi添加量を0.005〜0.020%に制
限し、しかも1.5≦Ti/N≦3.4を満足するよう
にTi添加量を制御することによって大入熱溶接性が大
幅に改善されること。
接が可能で、しかも−60℃という低温度域で使用でき
るだけのボンド靭性を有する50kgf/ml112鋼
を提供するために、入熱量100KJ / am以上の
大入熱溶接性に及ぼす微量元素の影響に着目して詳細な
研究を行なった結果、以下(1)〜(7)に示す知見を
得るに至った。すなわち、 (1)Nの含有量を0.0040〜0.0060%に制
御し、またTi添加量を0.005〜0.020%に制
限し、しかも1.5≦Ti/N≦3.4を満足するよう
にTi添加量を制御することによって大入熱溶接性が大
幅に改善されること。
(2)同時に微量のB (0,003〜0.0012%
)を添加することによって大入熱溶接性がさらに改善さ
れること。
)を添加することによって大入熱溶接性がさらに改善さ
れること。
(3) さらに微量のCa (0,0040%以下)
を添加することによって、大入熱溶接性が一層改善され
ること。
を添加することによって、大入熱溶接性が一層改善され
ること。
(4)P含有量を0.015%以下に低減することによ
って、大入熱溶接性が改善されること。
って、大入熱溶接性が改善されること。
0.34%以下に制限することによって、溶接ボンド部
の低温靭性が大幅に改善されること。
の低温靭性が大幅に改善されること。
(6)シかしながら、Ceqを0.34%以下すると、
母材の強度(YS≧36kgf /mm’、TS≧50
kgf 7mm2)を満足させ難くなること。これを詳
細に説明すると、近年、圧延と熱処理とを組み合せた加
工熱処理技術の発展は目ざましく、オーステナイトの未
再結晶域で強圧下した後、加速冷却することによって0
.34%以下のC@qの鋼板においても、TS≧50k
gf 7mm2を満足させることが可能となった。しか
し、YS≧36kgf/+to++2とTS≧50kg
f/mm2を同時に満足させるためには、微量のNb(
0,010〜0.030%)を添加することが必要であ
る。ところがNbは、大入熱溶接性を劣化させる元素で
あり、特に100〜2500KJ / cmの大入熱溶
接において、ボンド部でvE−go≧3.5に、g、f
−mを満足させるためにはNbを添加しないことが必要
であることが判明した。
母材の強度(YS≧36kgf /mm’、TS≧50
kgf 7mm2)を満足させ難くなること。これを詳
細に説明すると、近年、圧延と熱処理とを組み合せた加
工熱処理技術の発展は目ざましく、オーステナイトの未
再結晶域で強圧下した後、加速冷却することによって0
.34%以下のC@qの鋼板においても、TS≧50k
gf 7mm2を満足させることが可能となった。しか
し、YS≧36kgf/+to++2とTS≧50kg
f/mm2を同時に満足させるためには、微量のNb(
0,010〜0.030%)を添加することが必要であ
る。ところがNbは、大入熱溶接性を劣化させる元素で
あり、特に100〜2500KJ / cmの大入熱溶
接において、ボンド部でvE−go≧3.5に、g、f
−mを満足させるためにはNbを添加しないことが必要
であることが判明した。
(7)ところが、Ceqが0.34%以下のNb無添加
鋼においても、圧延加熱温度を900〜1000℃に低
下させ、熱間圧延を行ない、特に800〜720℃の間
で40%以上の累積圧下率を与えた後室温まで急冷し、
さらに200〜400℃の低温度域で焼もどしを行なう
ことによって、YS≧36kgf 7mm2、TS≧5
0kgf /mm’を同時に満足させ得ること。
鋼においても、圧延加熱温度を900〜1000℃に低
下させ、熱間圧延を行ない、特に800〜720℃の間
で40%以上の累積圧下率を与えた後室温まで急冷し、
さらに200〜400℃の低温度域で焼もどしを行なう
ことによって、YS≧36kgf 7mm2、TS≧5
0kgf /mm’を同時に満足させ得ること。
本発明は、上記知見に基づいてなされたものであり、本
発明に従うと、 C:0.03〜0.12%、 5i10.05〜0.40%、 Mn : 0.7〜1.6%、 P:0.015%以下、 S:O,010%以下、 Sol、Al : 0.01〜0.06%、Ti :
0.005〜0゜020%、B : 0.0003〜0
.0012%、N : 0.0040〜0.0060%
、Ca : 0.0040%以下、 を含有し、残部がFe及び不可避不純物がらなり、かつ
Tl/Nが1.5〜3.4(7)範囲であり、かっc、
qが0.34%以下である鋼を、900〜1000 t
に加熱した後、800〜720℃の温度範囲での累積圧
下率が40%以上であり、且つ720.を以上の仕上温
度で熱間圧延を行ない、熱間圧延後、直ちに室温まで急
冷し、次いで200〜400℃の温度範囲で焼もどしを
行なうことからなり、大熱量100〜250KJ /
cmの大入熱溶接継手ボンド部の靭性(、E−、、)が
3.5kgf −m以上を満足することを特徴とする大
入熱溶接用50kgf /mm2級高張力鋼板の製造方
法が提供される。
発明に従うと、 C:0.03〜0.12%、 5i10.05〜0.40%、 Mn : 0.7〜1.6%、 P:0.015%以下、 S:O,010%以下、 Sol、Al : 0.01〜0.06%、Ti :
0.005〜0゜020%、B : 0.0003〜0
.0012%、N : 0.0040〜0.0060%
、Ca : 0.0040%以下、 を含有し、残部がFe及び不可避不純物がらなり、かつ
Tl/Nが1.5〜3.4(7)範囲であり、かっc、
qが0.34%以下である鋼を、900〜1000 t
に加熱した後、800〜720℃の温度範囲での累積圧
下率が40%以上であり、且つ720.を以上の仕上温
度で熱間圧延を行ない、熱間圧延後、直ちに室温まで急
冷し、次いで200〜400℃の温度範囲で焼もどしを
行なうことからなり、大熱量100〜250KJ /
cmの大入熱溶接継手ボンド部の靭性(、E−、、)が
3.5kgf −m以上を満足することを特徴とする大
入熱溶接用50kgf /mm2級高張力鋼板の製造方
法が提供される。
さらに、本発明に従うと、
C:0.03〜0.12%、
Si : 0.05〜0.40%、
Mn : 0.7〜1.6%、
P:0.015%以下、
S:0.010%以下、
Sol、 Sat、 Al : 0.01〜0.06%
、Ti : 0.005〜0.020%、B : 0.
0003〜0.0012%、N : 0.0040〜0
.0060%、Ca : 0.0040%以下、 を含有し:さらにCu:0.50%以下およびNi:1
.00%以下の1種または2種を含有し、残部がFe及
び不可避不純物からなり、かつTi/Nが1.5〜3.
4の範囲であり、かつC0が0.34%以下である鋼を
、900〜1000℃に加熱した後、800〜720℃
の温度範囲での累積圧下率が40%以上であり、且つ7
20℃以上の仕上温度で熱間圧延を行ない、熱間圧延後
、直ちに室温まで急冷し、次いで200〜400℃の温
度範囲で焼もどしを行なうことからなり、大熱量100
〜250KJ / cmの大入熱溶接継手ボンド部の靭
性(vE−6o)が3.5kgf−m以上を満足するこ
とを特徴とする大入熱溶接用50kgf /mm2級高
張力鋼板の製造方法が提供される。
、Ti : 0.005〜0.020%、B : 0.
0003〜0.0012%、N : 0.0040〜0
.0060%、Ca : 0.0040%以下、 を含有し:さらにCu:0.50%以下およびNi:1
.00%以下の1種または2種を含有し、残部がFe及
び不可避不純物からなり、かつTi/Nが1.5〜3.
4の範囲であり、かつC0が0.34%以下である鋼を
、900〜1000℃に加熱した後、800〜720℃
の温度範囲での累積圧下率が40%以上であり、且つ7
20℃以上の仕上温度で熱間圧延を行ない、熱間圧延後
、直ちに室温まで急冷し、次いで200〜400℃の温
度範囲で焼もどしを行なうことからなり、大熱量100
〜250KJ / cmの大入熱溶接継手ボンド部の靭
性(vE−6o)が3.5kgf−m以上を満足するこ
とを特徴とする大入熱溶接用50kgf /mm2級高
張力鋼板の製造方法が提供される。
〕月
以下、本発明の方法における化学成分および圧a)
C Cは、母材の強度を確保するのに有効であるので、0.
03%以上添加するが、0.12%を超えると、溶接性
を劣化させるので0.03〜0.12%に限定する。
C Cは、母材の強度を確保するのに有効であるので、0.
03%以上添加するが、0.12%を超えると、溶接性
を劣化させるので0.03〜0.12%に限定する。
溶接性の観点からは、C含有量は低い方が好ましく、特
にCu又はN1を添加して強度を安定化させた鋼では、
C含有量は0.08%以下で十分である。
にCu又はN1を添加して強度を安定化させた鋼では、
C含有量は0.08%以下で十分である。
t)) 5i
Slは、鋼の脱酸と母材強度の確保のために0.05%
以上添加するが、0.40%を超えると溶接性を劣化さ
せるので、0.05〜0.40%に限定する。Siは、
溶接熱影響部で靭性に有害な島状マルテンサイトの生成
を促進する元素であるので、添加量を0.25%以下に
することが望ましい。
以上添加するが、0.40%を超えると溶接性を劣化さ
せるので、0.05〜0.40%に限定する。Siは、
溶接熱影響部で靭性に有害な島状マルテンサイトの生成
を促進する元素であるので、添加量を0.25%以下に
することが望ましい。
C)Mn
Mnは、母材の強度を確保するのに有効であるので、0
.7%以上添加するが、1.6%を超えると溶接性を劣
化させるので067〜1.6%に限定する。
.7%以上添加するが、1.6%を超えると溶接性を劣
化させるので067〜1.6%に限定する。
d) P
接性を劣化させるので0,7〜1.6%に限定する。
d) P
Pは、凝固時に偏析しやすい元素であるとともに、凝固
後の圧延、熱処理によっても均一化しにくいため、低減
することが必要である。特に大入熱溶接の場合、片面一
層溶接が基本となるため、焼もどし効果が期待できず、
Pの偏析帯が存在すると、その部分が硬化して低温割れ
の発生原因となるので、含有量を0.015%以下に限
定する。また、大入熱溶接では、焼もどし脆化温度域を
徐冷されるため1粒が粗大化するボンド近傍で特に靭性
が劣化しやすい。このためP含有量を0.009%以下
にすることが望ましい。
後の圧延、熱処理によっても均一化しにくいため、低減
することが必要である。特に大入熱溶接の場合、片面一
層溶接が基本となるため、焼もどし効果が期待できず、
Pの偏析帯が存在すると、その部分が硬化して低温割れ
の発生原因となるので、含有量を0.015%以下に限
定する。また、大入熱溶接では、焼もどし脆化温度域を
徐冷されるため1粒が粗大化するボンド近傍で特に靭性
が劣化しやすい。このためP含有量を0.009%以下
にすることが望ましい。
e) S
Sは、鋼中ではMnS等の介在物となり、靭性、延性の
異方性を生じせしめるので、含有量を0.010%以下
に限定する。
異方性を生じせしめるので、含有量を0.010%以下
に限定する。
f) Sol、八1
Sol、、AIは、鋼の脱酸作用とオーステナイト粒を
微細化して靭性を向上させるので0.01%以上添加す
るが、0.06%を超えると靭性を低下させるので0.
01〜0.06%に限定する。
微細化して靭性を向上させるので0.01%以上添加す
るが、0.06%を超えると靭性を低下させるので0.
01〜0.06%に限定する。
g) Ti
TiはNと結合してTiNを形成し、これが溶接熱影響
部においてオーステナイト粒が粗大化することを防止す
るとともに、冷却時にフェライトの核生成を促進し、ボ
ンド部の靭性を向上させる効果を有するので、0.00
5%以上添加するが、0.02%を超えると、母材及び
ボンド部の靭性を低下させるので0.005〜0.02
0%に限定する。
部においてオーステナイト粒が粗大化することを防止す
るとともに、冷却時にフェライトの核生成を促進し、ボ
ンド部の靭性を向上させる効果を有するので、0.00
5%以上添加するが、0.02%を超えると、母材及び
ボンド部の靭性を低下させるので0.005〜0.02
0%に限定する。
AI、Ti、 B等の窒化物生成元素の中でTiが最も
Nとの結合力が強<TiNは最も高温まで安定に存在し
得るため、高温に加熱されるボンド部のオーステナイト
粒の粗大化防止に有効であるが、Nと結合し得る量以上
にTi添加すると、固溶Tiが母材、ボンド部の靭性を
低下させるのみならず、TiCとして析出すると、靭性
を著しく劣化させるので、TiとNの重量%比Ti/N
を1.5〜3.4にコントロールすることが特に重要で
ある。
Nとの結合力が強<TiNは最も高温まで安定に存在し
得るため、高温に加熱されるボンド部のオーステナイト
粒の粗大化防止に有効であるが、Nと結合し得る量以上
にTi添加すると、固溶Tiが母材、ボンド部の靭性を
低下させるのみならず、TiCとして析出すると、靭性
を著しく劣化させるので、TiとNの重量%比Ti/N
を1.5〜3.4にコントロールすることが特に重要で
ある。
h) B
Bは、Tiと同様窒化物(BN)を形成する元素である
が、その役割は、TiNの場合と異なる。すなわち、B
NはTiNにくらべて、オーステナイトに固溶しやすい
元素であり、1000℃以上の温度で完全に固溶する。
が、その役割は、TiNの場合と異なる。すなわち、B
NはTiNにくらべて、オーステナイトに固溶しやすい
元素であり、1000℃以上の温度で完全に固溶する。
したがって高温に加熱される溶接ボンド部近傍では、B
Nは完全に固溶するため、TiNと異なり、オーステナ
イト粒の粗大化防止効果はもたない。しかしながら、B
はTiと異なり、鋼中での拡散速度が速いため、冷却過
程でNと結合し、BNとして再析出することが可能であ
る。
Nは完全に固溶するため、TiNと異なり、オーステナ
イト粒の粗大化防止効果はもたない。しかしながら、B
はTiと異なり、鋼中での拡散速度が速いため、冷却過
程でNと結合し、BNとして再析出することが可能であ
る。
大入熱溶接では、ボンド近傍部分は高温に長時間加熱さ
れるので、微細に析出させたTiNは一部固溶する。し
かし、一度固溶したNは、TiNとして再析出できない
ため、B無添加鋼では、固溶状態のままで室温まで冷却
される。ところが、溶接ボンド部の靭性は固溶Nの増加
に伴なって著しく劣化するため、B無添加鋼の靭性は劣
化することになる。しかしながら、微量のBを添加して
おくと、加熱時に生成した固溶Nが、冷却時にBNとし
て固定されるために固溶Nの生成によるボンド靭性の劣
化が防止できる。しかし、上記目的のために必要なり量
は高々0.0012%で十分であり、これ以上に添加す
ると、固溶Bがフェライトの核生成を抑制し、上部ベイ
ナイトが生成して逆に靭性が劣化する結果となる。また
上記の結果を得るためには0.0003%以上の添加が
必要なので、含有量を0.0003〜0.0012%に
限定する。
れるので、微細に析出させたTiNは一部固溶する。し
かし、一度固溶したNは、TiNとして再析出できない
ため、B無添加鋼では、固溶状態のままで室温まで冷却
される。ところが、溶接ボンド部の靭性は固溶Nの増加
に伴なって著しく劣化するため、B無添加鋼の靭性は劣
化することになる。しかしながら、微量のBを添加して
おくと、加熱時に生成した固溶Nが、冷却時にBNとし
て固定されるために固溶Nの生成によるボンド靭性の劣
化が防止できる。しかし、上記目的のために必要なり量
は高々0.0012%で十分であり、これ以上に添加す
ると、固溶Bがフェライトの核生成を抑制し、上部ベイ
ナイトが生成して逆に靭性が劣化する結果となる。また
上記の結果を得るためには0.0003%以上の添加が
必要なので、含有量を0.0003〜0.0012%に
限定する。
1)N
Nは固溶状態で存在すると、ボンド靭性を著しく劣化さ
せる元素であり、可能な限り低減することが望ましいと
されている。しかしながら、大入熱溶接鋼では、ボンド
部近傍でのオーステナイト粒の粗大化を防止するために
、微細なTiNを析出させる必要があるため、Ti添加
量に見合うだけの量を含有させる必要がある。従って、
例えばN含有量が20ppm程度の低N鋼の場合、Ti
添加量を0、003〜0.007%の範囲にコントロー
ル必要がある。しかし上記範囲にT1蛍をコントロール
しても、TiNの析出量が少ないため、ボンド部におけ
るオーステナイト粒の粗大化抑制効果が十分に得られな
い。
せる元素であり、可能な限り低減することが望ましいと
されている。しかしながら、大入熱溶接鋼では、ボンド
部近傍でのオーステナイト粒の粗大化を防止するために
、微細なTiNを析出させる必要があるため、Ti添加
量に見合うだけの量を含有させる必要がある。従って、
例えばN含有量が20ppm程度の低N鋼の場合、Ti
添加量を0、003〜0.007%の範囲にコントロー
ル必要がある。しかし上記範囲にT1蛍をコントロール
しても、TiNの析出量が少ないため、ボンド部におけ
るオーステナイト粒の粗大化抑制効果が十分に得られな
い。
逆に、N含有量が80ppm程度の高N鋼の場合、T1
添加量を0.012%〜0.027%の範囲でコントロ
ールする必要があるが、このときは、TiNの析出量は
増加するが、粗大なTiN析出物が増加して、粗大化抑
制に有効な微細なTiN析出物が減少すること、また粗
大なTiN析出物が母材及び熱影響部の靭性を低下させ
ることによって、やはり十分な低温靭性が得られない。
添加量を0.012%〜0.027%の範囲でコントロ
ールする必要があるが、このときは、TiNの析出量は
増加するが、粗大なTiN析出物が増加して、粗大化抑
制に有効な微細なTiN析出物が減少すること、また粗
大なTiN析出物が母材及び熱影響部の靭性を低下させ
ることによって、やはり十分な低温靭性が得られない。
すなわち、N量を0.0040〜0.0060%にコン
トロールして、適量のT1を添加することによって、最
も良好なボンド靭性が得られる。
トロールして、適量のT1を添加することによって、最
も良好なボンド靭性が得られる。
j)Ca
Caは硫化物を球状化して、母材の機械的性質の異方性
を減少させる効果を有するとともに、Ca(0,3)と
して鋼中に均一分散させることによってフェライトの核
生成場所となり、フェライト変態を促進するので添加す
るが、0.0040%を超えるとその効果が飽和すると
同時に、鋼の清浄度を劣化させるので、0.0040%
以下に限定する。
を減少させる効果を有するとともに、Ca(0,3)と
して鋼中に均一分散させることによってフェライトの核
生成場所となり、フェライト変態を促進するので添加す
るが、0.0040%を超えるとその効果が飽和すると
同時に、鋼の清浄度を劣化させるので、0.0040%
以下に限定する。
以上が、この発明における鋼の基本成分であるが、母材
の強度・靭性を与える目的でCuSNiの1種又は2種
を含有することができる。
の強度・靭性を与える目的でCuSNiの1種又は2種
を含有することができる。
k)Cu
Cuは、溶接ボンド部組性に比較的悪影響を及ぼすこと
なく、母材の強度を増加させることが可能であるので添
加するが、0.5%を超えると熱間延性および溶接時の
高温割れ感受性を高めるので0.5%以下に限定する。
なく、母材の強度を増加させることが可能であるので添
加するが、0.5%を超えると熱間延性および溶接時の
高温割れ感受性を高めるので0.5%以下に限定する。
1)Ni
N1は、溶接ボンド部の靭性を低下させることなく、母
材の強度靭性を向上させることができるので、必要に応
じて添加するが、経済性を考慮して上限を1.0%にし
た。
材の強度靭性を向上させることができるので、必要に応
じて添加するが、経済性を考慮して上限を1.0%にし
た。
この発明では、以上の成分限定に加えて、さらにCaq
の限定を加える。従来の大入熱溶接用鋼には特にC8q
の制限を加えていないが、これはこれらの鋼が主として
一20℃までの低温靭性を満足させることを狙っている
からである。これに対して、本発明では一60℃までの
低温靭性を保証するために、従来鋼よりもC□をかなり
低く抑える必要がある。
の限定を加える。従来の大入熱溶接用鋼には特にC8q
の制限を加えていないが、これはこれらの鋼が主として
一20℃までの低温靭性を満足させることを狙っている
からである。これに対して、本発明では一60℃までの
低温靭性を保証するために、従来鋼よりもC□をかなり
低く抑える必要がある。
第1図は、種々のC□の中N −Ti −B −Ca鋼
を、片面サブマージ溶接したときの、溶接ボンド部の靭
性をプロットしたグラフである。
を、片面サブマージ溶接したときの、溶接ボンド部の靭
性をプロットしたグラフである。
図示の如く、Ceqを0.34%以下にすることによっ
てvE−go≧3.5kgf −mを始めて満足し得る
ことがわかる。
てvE−go≧3.5kgf −mを始めて満足し得る
ことがわかる。
以上の様に、入熱量100〜250KJ / cmの大
入熱溶接を行なったとき、ボンド部の低温靭性vE−s
。
入熱溶接を行なったとき、ボンド部の低温靭性vE−s
。
≧3.5kgf −mを満足させるのは、Ti、 BS
N、 Ca。
N、 Ca。
Ceq等を本発明の範囲に限定することによって、始め
て可能となるが、このとき母材の強度、靭性を同時に満
足させるためには、以下に示す特殊な圧延熱処理を施す
ことが必要である。
て可能となるが、このとき母材の強度、靭性を同時に満
足させるためには、以下に示す特殊な圧延熱処理を施す
ことが必要である。
B、鋼板の製造条件
a) 圧延加熱温度
オーステナイト中に炭化物を均一に固溶させるために、
900℃以上に加熱することが必要であるが、1000
℃を超えて加熱すると■初期オーステナイトが一部粗大
化し混粒となり、圧延再結晶によっても十分に均一微細
なオーステナイトが得られないこと、■たとえ、初期粒
が微細であっても、温度が高いために再結晶後オーステ
ナイトが粗大化しやすく、十分に微細なオーステナイト
が得られないこと等により、必要な強度、靭性が得られ
ないため圧延加熱温度を900〜1000℃に限定する
。
900℃以上に加熱することが必要であるが、1000
℃を超えて加熱すると■初期オーステナイトが一部粗大
化し混粒となり、圧延再結晶によっても十分に均一微細
なオーステナイトが得られないこと、■たとえ、初期粒
が微細であっても、温度が高いために再結晶後オーステ
ナイトが粗大化しやすく、十分に微細なオーステナイト
が得られないこと等により、必要な強度、靭性が得られ
ないため圧延加熱温度を900〜1000℃に限定する
。
b) 圧延圧下率および圧延仕上温度
本発明では、800〜720℃の間で40%以上の累積
圧下率を与えることを条件としている。これは、本発明
の方法では、大入熱溶接性を向上させるために、Nbを
添加しないことに原因を有する。このため、芽−ステナ
イトは、Nb添加鋼に比べて再結晶しやすく、通常の圧
延法では十分な制御圧延効果が得られない。
圧下率を与えることを条件としている。これは、本発明
の方法では、大入熱溶接性を向上させるために、Nbを
添加しないことに原因を有する。このため、芽−ステナ
イトは、Nb添加鋼に比べて再結晶しやすく、通常の圧
延法では十分な制御圧延効果が得られない。
しかしながら、800℃以下の温度域では、Nb無添加
鋼でもオーステナイトは未再結晶となるため、40%以
上の累積圧下率を与えることによって、オーステナイト
粒は展伸し、多数の変形帯が導入されるため、微細なフ
ェライトの生成が可能となり、強度、靭性を向上させ得
る。従って、800〜720℃の温度域で40%以上の
累積圧下率を与えることとした。圧延仕上温度が720
℃以下になると強度、靭性の異方性が増加すること、シ
ャルピー破面上にセパレーションが生じること、水冷の
効果が減少すること等の問題を生じるので、圧延仕上温
度を720℃以上に限定する。
鋼でもオーステナイトは未再結晶となるため、40%以
上の累積圧下率を与えることによって、オーステナイト
粒は展伸し、多数の変形帯が導入されるため、微細なフ
ェライトの生成が可能となり、強度、靭性を向上させ得
る。従って、800〜720℃の温度域で40%以上の
累積圧下率を与えることとした。圧延仕上温度が720
℃以下になると強度、靭性の異方性が増加すること、シ
ャルピー破面上にセパレーションが生じること、水冷の
効果が減少すること等の問題を生じるので、圧延仕上温
度を720℃以上に限定する。
C) 圧延後の冷却
720℃以上の温度で仕上圧延を行なった後、直ちに水
冷することによって、微細なフェライトとベイナイトの
混合組織を得ることができる。圧延後空冷した場合は、
微細なフェライトとパーライトの混合組織となり、十分
な引張強さを得ることが出来ない。 、 d) 焼もどし 室温まで水冷した後、200〜400℃にて焼もどしを
行なうことは、本発明の特徴の1つである。これは、8
00℃以下の圧延と、水冷によって導入された多数の格
子欠陥上に炭化物を微細に析出することによって降伏応
力を増加させ、YS≧36kgf /mm2を満足させ
ることができるからである。200℃未満の焼もどしで
は、十分な降伏点の増加が得られず、また靭性も劣化す
ること、400℃以上の焼もどしでは、引張強さが低下
して、50kgf /mm”以上の強度が得られないこ
とから、焼もどし温度を200〜400℃の範囲に限定
する。
冷することによって、微細なフェライトとベイナイトの
混合組織を得ることができる。圧延後空冷した場合は、
微細なフェライトとパーライトの混合組織となり、十分
な引張強さを得ることが出来ない。 、 d) 焼もどし 室温まで水冷した後、200〜400℃にて焼もどしを
行なうことは、本発明の特徴の1つである。これは、8
00℃以下の圧延と、水冷によって導入された多数の格
子欠陥上に炭化物を微細に析出することによって降伏応
力を増加させ、YS≧36kgf /mm2を満足させ
ることができるからである。200℃未満の焼もどしで
は、十分な降伏点の増加が得られず、また靭性も劣化す
ること、400℃以上の焼もどしでは、引張強さが低下
して、50kgf /mm”以上の強度が得られないこ
とから、焼もどし温度を200〜400℃の範囲に限定
する。
次に本発明を実施例によって説明するが、これらの実施
例は本発明の範囲を何等限定するものではなく、本発明
の単なる例示にすぎないことは勿論である。
例は本発明の範囲を何等限定するものではなく、本発明
の単なる例示にすぎないことは勿論である。
実施例
第1表に示す化学組成の本発明の対象鋼A−G。
及び比較鋼H−1を溶製した。
次に熱間鍛造によって100市厚のスラブとした後、9
20℃に再加熱後、800℃以下で50%の累積圧下率
を与える圧延を行ない、720℃で30mm厚の鋼板に
した後、水焼入れを行なった。次いで、300℃にて焼
もどしを行なった。また鋼A−Dについては、圧延加熱
温度980℃、圧延仕上温度750℃、800℃以下の
累積圧下率40%、焼もどし温度350℃という条件で
、また鋼E−Gについては、圧延焼もどし温度250℃
という条件で圧延熱処理を行なった。
20℃に再加熱後、800℃以下で50%の累積圧下率
を与える圧延を行ない、720℃で30mm厚の鋼板に
した後、水焼入れを行なった。次いで、300℃にて焼
もどしを行なった。また鋼A−Dについては、圧延加熱
温度980℃、圧延仕上温度750℃、800℃以下の
累積圧下率40%、焼もどし温度350℃という条件で
、また鋼E−Gについては、圧延焼もどし温度250℃
という条件で圧延熱処理を行なった。
さらに、A−Gについては、焼もどし処理を省略したも
の(試番15〜21)、圧延加熱温度が本発明の範囲の
上限を外れたもの(試番22.23)、800℃以下の
累積圧下率が本発明の範囲の下限を外れたもの(試番2
4.25)、焼もどし温度が本発明の範囲の上限を外れ
たもの(試番26〜28)も準備した。
の(試番15〜21)、圧延加熱温度が本発明の範囲の
上限を外れたもの(試番22.23)、800℃以下の
累積圧下率が本発明の範囲の下限を外れたもの(試番2
4.25)、焼もどし温度が本発明の範囲の上限を外れ
たもの(試番26〜28)も準備した。
これらの鋼板の板厚中心部からJIS4号2 mmVノ
ツチシャルピー試験片と、平行部の直径が8.5φmm
、長さが50mmの丸棒引張試験片とを圧延直角方向に
それぞれ採取し、その機械的性質を調べた。
ツチシャルピー試験片と、平行部の直径が8.5φmm
、長さが50mmの丸棒引張試験片とを圧延直角方向に
それぞれ採取し、その機械的性質を調べた。
これらの圧延条件、熱処理条件と、引張試験および衝撃
試験の結果を第2表に示す。
試験の結果を第2表に示す。
さらに、試番1〜7、及び29〜34の鋼板を用いて、
エレクトロガス溶接と片面サブマージアーク溶接(片面
1層溶接)を行ない、ボンド部とHAZl mmの靭性
を調べ、その結果を第3表に示した。
エレクトロガス溶接と片面サブマージアーク溶接(片面
1層溶接)を行ない、ボンド部とHAZl mmの靭性
を調べ、その結果を第3表に示した。
靭性はJIS4号2mmVノツチ試験片によって評価し
たが、ボンド部の場合は、ノツチ位置をボンド部に入れ
、HA21mmの場合は、ボンドから1mm母材側に入
れた。第4表に溶接条件をまとめる。
たが、ボンド部の場合は、ノツチ位置をボンド部に入れ
、HA21mmの場合は、ボンドから1mm母材側に入
れた。第4表に溶接条件をまとめる。
第4表
第2表に示す結果から明らかなように、本発明の方法の
範囲内の1〜■4によれば、YS≧36kgf/mm2
、TS≧50kgf /mm2を満足し、HT50とし
ての強度をJiたすとともに、破面遷移温度も一60℃
以下という優れた低温靭性を有する鋼板が1等られると
同時に、第3表から明らかなように、溶接継手部の靭性
も、V E−60が3.5kgf /mm2以上を満足
し、優れた低温靭性を有することがわかる。
範囲内の1〜■4によれば、YS≧36kgf/mm2
、TS≧50kgf /mm2を満足し、HT50とし
ての強度をJiたすとともに、破面遷移温度も一60℃
以下という優れた低温靭性を有する鋼板が1等られると
同時に、第3表から明らかなように、溶接継手部の靭性
も、V E−60が3.5kgf /mm2以上を満足
し、優れた低温靭性を有することがわかる。
これに対して、比較法15〜28によって得られた鋼板
は、降伏点を満足しない(15〜21)か、靭性が劣る
(22〜25)か、引張強さを満足しない(26〜28
)結果となっていることがわかる。また、比較法29〜
34については、溶接継手部の靭性が著しく低下してい
ることがわかる。
は、降伏点を満足しない(15〜21)か、靭性が劣る
(22〜25)か、引張強さを満足しない(26〜28
)結果となっていることがわかる。また、比較法29〜
34については、溶接継手部の靭性が著しく低下してい
ることがわかる。
以上のように本発明によれば100KJ / cm以上
の大入熱溶接を行なっても、溶接継手部で優れた低温靭
性を維持できるとともに、母材もHT50として十分な
強度を示し、かつ優れた低温靭性を持った50キロ鋼板
を得ることができ、溶接施工コストを大幅に低減させる
ことができることなど、工業上きわめて有用な効果が得
られる。
の大入熱溶接を行なっても、溶接継手部で優れた低温靭
性を維持できるとともに、母材もHT50として十分な
強度を示し、かつ優れた低温靭性を持った50キロ鋼板
を得ることができ、溶接施工コストを大幅に低減させる
ことができることなど、工業上きわめて有用な効果が得
られる。
第1図は、種々のCeqの中N −Ti −B −Ca
鋼を片面サブマージ溶接したときの、溶接ボンド部の靭
性をプロットしたグラフである。
鋼を片面サブマージ溶接したときの、溶接ボンド部の靭
性をプロットしたグラフである。
Claims (2)
- (1)C:0.03〜0.12%、 Si:0.05〜0.40%、 Mn:0.7〜1.6%、 P:0.015%以下、 S:0.010%以下、 Sol.Al:0.01〜0.06%、 Ti:0.005〜0.020%、 B:0.0003〜0.0012%、 N:0.0040〜0.0060%、 Ca:0.0040%以下、 を含有し、残部がFe及び不可避不純物からなり、かつ
Ti/Nが1.5〜3.4の範囲であり、かつC_e_
qが0.34%以下である鋼を、900〜1000℃に
加熱した後、800〜720℃の温度範囲での累積圧下
率が40%以上であり、且つ720℃以上の仕上温度で
熱間圧延を行ない、熱間圧延後、直ちに室温まで急冷し
、次いで200〜400℃の温度範囲で焼もどしを行な
うことからなり、入熱量100〜250KJ/cmの大
入熱溶接継手ボンド部の靭性(vE_−_6_0)が3
.5kgf・m以上を満足することを特徴とする大入熱
溶接用50kgf/mm^2級高張力鋼板の製造方法。 - (2)C:0.03〜0.12%、 Si:0.05〜0.40%、 Mn:0.7〜1.6%、 P:0.015%以下、 S:0.010%以下、 Sol.Al:0.01〜0.06%、 Ti:0.005〜0.020%、 B:0.0003〜0.0012%、 N:0.0040〜0.0060%、 Ca:0.0040%以下、 を含有し、さらにCu:0.50%以下およびNi:1
.00%以下の1種または2種を含有し、残部がFe及
び不可避不純物からなり、かつTi/Nが1.5〜3.
4の範囲であり、かつC_e_qが0.34%以下であ
る鋼を、900〜1000℃に加熱した後、800〜7
20℃の温度範囲での累積圧下率が40%以上であり、
且つ720℃以上の仕上温度で熱間圧延を行ない、熱間
圧延後、直ちに室温まで急冷し、次いで200〜400
℃の温度範囲で焼もどしを行なうことからなり、入熱量
100〜250にJ/cmの大入熱溶接継手ボンド部の
靭性(vE_−_6_0)が3.5kgf・m以上を満
足することを特徴とする大入熱溶接用50kgf/mm
^2級高張力鋼板の製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3350185A JPS61194113A (ja) | 1985-02-21 | 1985-02-21 | 大入熱溶接用高張力鋼板の製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3350185A JPS61194113A (ja) | 1985-02-21 | 1985-02-21 | 大入熱溶接用高張力鋼板の製造法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS61194113A true JPS61194113A (ja) | 1986-08-28 |
Family
ID=12388296
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP3350185A Pending JPS61194113A (ja) | 1985-02-21 | 1985-02-21 | 大入熱溶接用高張力鋼板の製造法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS61194113A (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS61270354A (ja) * | 1985-05-27 | 1986-11-29 | Kawasaki Steel Corp | 高靭性溶接用鋼 |
JPS6256554A (ja) * | 1985-09-04 | 1987-03-12 | Kobe Steel Ltd | 大入熱溶接熱影響部においてust欠陥を生じない加速冷却鋼板 |
JPH04143246A (ja) * | 1990-10-05 | 1992-05-18 | Nippon Steel Corp | 低温靭性の優れた超大入熱溶接構造用鋼板の製造方法 |
JP2008240033A (ja) * | 2007-03-26 | 2008-10-09 | Kobe Steel Ltd | 溶接熱影響部の靭性に優れた高強度低降伏比鋼材 |
-
1985
- 1985-02-21 JP JP3350185A patent/JPS61194113A/ja active Pending
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS61270354A (ja) * | 1985-05-27 | 1986-11-29 | Kawasaki Steel Corp | 高靭性溶接用鋼 |
JPH0454734B2 (ja) * | 1985-05-27 | 1992-09-01 | Kawasaki Steel Co | |
JPS6256554A (ja) * | 1985-09-04 | 1987-03-12 | Kobe Steel Ltd | 大入熱溶接熱影響部においてust欠陥を生じない加速冷却鋼板 |
JPH04143246A (ja) * | 1990-10-05 | 1992-05-18 | Nippon Steel Corp | 低温靭性の優れた超大入熱溶接構造用鋼板の製造方法 |
JP2008240033A (ja) * | 2007-03-26 | 2008-10-09 | Kobe Steel Ltd | 溶接熱影響部の靭性に優れた高強度低降伏比鋼材 |
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