JPS613871A - 超高張力強低温靭性鋳鋼とその製造方法 - Google Patents
超高張力強低温靭性鋳鋼とその製造方法Info
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- JPS613871A JPS613871A JP12291084A JP12291084A JPS613871A JP S613871 A JPS613871 A JP S613871A JP 12291084 A JP12291084 A JP 12291084A JP 12291084 A JP12291084 A JP 12291084A JP S613871 A JPS613871 A JP S613871A
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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】
（技術分野）
石油掘削用リグの高強度ギヤー材や、海洋開発に使用さ
れる構造用鋳鋼品に最適な超高張力ｖｉ鋼とその製造方
法に関してこの明細書で述べる技術内容は、特に引張強
さ １０５ｋｇｆ：／ＩＩイ以上の高強度を、−２０℃
における衝撃吸収エネルギー２．８ｋｇ［１以上の低温
靭性にあわせそなえさぜる合金設計についての開発成果
を提案ターるところにある。
れる構造用鋳鋼品に最適な超高張力ｖｉ鋼とその製造方
法に関してこの明細書で述べる技術内容は、特に引張強
さ １０５ｋｇｆ：／ＩＩイ以上の高強度を、−２０℃
における衝撃吸収エネルギー２．８ｋｇ［１以上の低温
靭性にあわせそなえさぜる合金設計についての開発成果
を提案ターるところにある。
（従来技術）
引張強ざがｇｏ？、ｇ ｆ ／ ｖイ級の高張力鋳鋼は
、たとえば特公昭５３−１２８８５号、特開昭５４−４
２２７号各公報に見られるようにすでに開発されている
が、引張強さにつき、１０５ｋｇｆ、／−を越える高強
度を、−２０°Ｃにおける衝撃吸収エネルギーが２８ｖ
１ｍ以上の低温靭性にあわせ具備せることは側底不可
能である。
、たとえば特公昭５３−１２８８５号、特開昭５４−４
２２７号各公報に見られるようにすでに開発されている
が、引張強さにつき、１０５ｋｇｆ、／−を越える高強
度を、−２０°Ｃにおける衝撃吸収エネルギーが２８ｖ
１ｍ以上の低温靭性にあわせ具備せることは側底不可
能である。
（発明の目的）
発明者らはさきに特願５８−２００５２８号において上
記のような超高張力・強低温靭性鋳鋼についての開発研
究の成果を開示し、従来の鋳鋼に対する一般的な評価、
ずなわち「強靭性に劣る」という評価を変えると共に、
そのニーズは将来にわたって拡大することを可能にした
。進んでこの発明（、上、さらに広範囲な成分系につき
熱処理検討を行なったところ」−掲特願５８−２００５
２８号の発明範囲以外において、表１に示す石油掘削用
リグギヤー材要求仕様を満たし、同号の場合に比し勝る
とも劣らない機械的性質を右する超高張力・強低温靭性
鋳鋼を発明するに至った。
記のような超高張力・強低温靭性鋳鋼についての開発研
究の成果を開示し、従来の鋳鋼に対する一般的な評価、
ずなわち「強靭性に劣る」という評価を変えると共に、
そのニーズは将来にわたって拡大することを可能にした
。進んでこの発明（、上、さらに広範囲な成分系につき
熱処理検討を行なったところ」−掲特願５８−２００５
２８号の発明範囲以外において、表１に示す石油掘削用
リグギヤー材要求仕様を満たし、同号の場合に比し勝る
とも劣らない機械的性質を右する超高張力・強低温靭性
鋳鋼を発明するに至った。
（発明の構成）
この発明は、Ｃ：０．１５〜０．４０ ｗｔ％、（以下
単に％で示す） Ｓ ｉ 二〇、１５〜０．３５％、
Ｍｎ：０．５０〜１．６０％を含み、ｐ：０．０２０％
以下。
単に％で示す） Ｓ ｉ 二〇、１５〜０．３５％、
Ｍｎ：０．５０〜１．６０％を含み、ｐ：０．０２０％
以下。
Ｓ ： ０．０１０％以ドであって、ＮＩ ： ２
．００〜４．００ ％、 Ｃｒ ： ２，００
−へ−４，００％。
．００〜４．００ ％、 Ｃｒ ： ２，００
−へ−４，００％。
Ｍｏ ： ０．８０ 〜２．００ ％、Ｖ：０．０
１ 〜０．３０ ％、 Ｃｕ ： ０．８０
〜１．５０ ％。
１ 〜０．３０ ％、 Ｃｕ ： ０．８０
〜１．５０ ％。
および八ρ： ０．０６０％以下を含有し残部は）−
ｅおよび不可避的不純物よりなり、゛引張強さ１０５ｋ
ｇｆ／−以上であることを特徴とする超高張力強低温靭
性鋳鋼ならびにＣ：０１５〜０．４０％。
ｅおよび不可避的不純物よりなり、゛引張強さ１０５ｋ
ｇｆ／−以上であることを特徴とする超高張力強低温靭
性鋳鋼ならびにＣ：０１５〜０．４０％。
Ｓｉ ： ０．１５〜０．３５％、 Ｍｎ ：
０．５０〜１．６０％、を含み、Ｐ：０．０２０％以下
、 ３ ： ０．０１０％以下であって、Ｎｉ ：
２．００〜４．００％、Ｃｒ：２．００〜４．００
％、 Ｍｏ： ０．８０〜２．００％。
０．５０〜１．６０％、を含み、Ｐ：０．０２０％以下
、 ３ ： ０．０１０％以下であって、Ｎｉ ：
２．００〜４．００％、Ｃｒ：２．００〜４．００
％、 Ｍｏ： ０．８０〜２．００％。
Ｖ ： ０．０１〜０．３０％、 Ｃｕ ： ０
，８０〜１．５０％。
，８０〜１．５０％。
およびＡβ： ｏ、ｏｅｏ％以下を含有する組成にな
る鋼を、８５０℃〜１０００℃のオーステナイト化温度
に保持後、８００℃から４００℃までの間の平均冷却速
度が２０℃／ｍｉｎ以上となるように冷却する焼入れま
たは焼ならし処理を１回または２回以上繰返した後、５
４０℃〜６２０℃の温度範囲内で焼戻すことを特徴とす
る超高張力強低温靭性鋳鋼の製造方法で゛ある。
る鋼を、８５０℃〜１０００℃のオーステナイト化温度
に保持後、８００℃から４００℃までの間の平均冷却速
度が２０℃／ｍｉｎ以上となるように冷却する焼入れま
たは焼ならし処理を１回または２回以上繰返した後、５
４０℃〜６２０℃の温度範囲内で焼戻すことを特徴とす
る超高張力強低温靭性鋳鋼の製造方法で゛ある。
まず成分範囲の限定をする理由は次のとおりである。
Ｃ：Ｏｉ５％未満では引張強さ １０５ｋｇｆ／イ以上
級の鋳鋼としては強度不足となり、一方０．４０％を越
えれば靭性を損なうので、０．１５〜 ０．４０％どした。
級の鋳鋼としては強度不足となり、一方０．４０％を越
えれば靭性を損なうので、０．１５〜 ０．４０％どした。
Ｓｌ ：鋳造性および強度向上のため、０．１５％以上
必要であるが、０．３５％を越えると靭性を劣化させる
ので０．１５− 〇、３５％とした。
必要であるが、０．３５％を越えると靭性を劣化させる
ので０．１５− 〇、３５％とした。
Ｍｎ：焼入性向上効果を最大限に生かすとともに多すぎ
た場合の粒界への偏析が靭性を劣化させることを考慮し
て０．５０〜１．６０％とし ＩＣ。
た場合の粒界への偏析が靭性を劣化させることを考慮し
て０．５０〜１．６０％とし ＩＣ。
ＰＳ：不純物元素で共に靭性にとって有害であるため低
いほど良いが、製造コストを考えてＰＳ０．０２０％、
Ｓ≦ ０．０１０％とした。
いほど良いが、製造コストを考えてＰＳ０．０２０％、
Ｓ≦ ０．０１０％とした。
Ｎ１ ：強度および靭性に有効に働く当開発鋳鋼の主要
元素であるが、高価であるため、 ２．００〜４．０θ％に限定した。
元素であるが、高価であるため、 ２．００〜４．０θ％に限定した。
Ｏｒ ＝焼入れ性向上元素で、とくに強度を高めるのに
有効なため、当開発鋳鋼の主要元素のひとつで２．００
％以上とした。しかし、４．００ ４％を越えると強度
向上効果よりも靭性劣化の悪影響が大き′いため、４．
００％以下とした。
有効なため、当開発鋳鋼の主要元素のひとつで２．００
％以上とした。しかし、４．００ ４％を越えると強度
向上効果よりも靭性劣化の悪影響が大き′いため、４．
００％以下とした。
Ｍｏ：焼入性向上とともに焼戻軟化抵抗を高めるために
０．８０％以上必要である。しかし２．００％を越えて
も効果がないの・で０．８０〜２．００％に限定した。
０．８０％以上必要である。しかし２．００％を越えて
も効果がないの・で０．８０〜２．００％に限定した。
■ ：析出強化型の元素で０．０１％以上の添加で強度
上昇に有効であるが、０．３０％を越えると靭性を損な
うので０．０１〜０．３０％の範囲とした。
上昇に有効であるが、０．３０％を越えると靭性を損な
うので０．０１〜０．３０％の範囲とした。
Ｃｕ ：この発明における主要成分であり、強度と低温
靭性を確保するため０．８０％以上必要であるが、１．
５０％を越えても格別な効果の増進はないので、０．８
０〜１．５０％に限定した。
靭性を確保するため０．８０％以上必要であるが、１．
５０％を越えても格別な効果の増進はないので、０．８
０〜１．５０％に限定した。
Ａβ：結晶粒微細化効果を持つが０．０６０％を越える
と非金属介在物を増大させ、靭性を劣化させるので０．
０６０％以下とした。
と非金属介在物を増大させ、靭性を劣化させるので０．
０６０％以下とした。
次に上記の鋼組成において８５０°〜１０００℃のオー
ステナイト化温度に保持することが必要である。
ステナイト化温度に保持することが必要である。
第１図に表２の試料Ｎ０２１を用いた場合のオーステナ
イト化温度と引張強さとの関係を示しこの場合焼入時に
おける８００℃〜４００℃間の平均冷却速度は３０℃／
ｍｉｎ 、また焼戻温度は５８０℃（１回焼入れ焼戻し
）とした。
イト化温度と引張強さとの関係を示しこの場合焼入時に
おける８００℃〜４００℃間の平均冷却速度は３０℃／
ｍｉｎ 、また焼戻温度は５８０℃（１回焼入れ焼戻し
）とした。
第１図より、１０５ｋｇｆ／ｍイ以上の引張強さを得る
ためには８５０℃以上のオーステナイト化温度が必要で
、１０００℃を越えても、加熱のためのエネルギー消費
の割には強度増加が望めないので、８５０℃〜１０００
℃に限定した。
ためには８５０℃以上のオーステナイト化温度が必要で
、１０００℃を越えても、加熱のためのエネルギー消費
の割には強度増加が望めないので、８５０℃〜１０００
℃に限定した。
次に８００℃〜４００℃の間で２０℃／ｍｉｎ以上の平
均冷却速度とすることが必要で第２図に、表２の試料Ｎ
００１を用いた場合の平均冷却速度と一２０℃におシす
る吸収エネルギーとの関係を示し、この場合も１回焼入
れ焼戻しで、焼入れ詩のオーステナイト化温度は９５０
℃、焼戻温度は５８０℃とした。
均冷却速度とすることが必要で第２図に、表２の試料Ｎ
００１を用いた場合の平均冷却速度と一２０℃におシす
る吸収エネルギーとの関係を示し、この場合も１回焼入
れ焼戻しで、焼入れ詩のオーステナイト化温度は９５０
℃、焼戻温度は５８０℃とした。
ここに２８＋ｃｇ ｆｍ以上の吸収エネルギーを得るた
めには、２０℃／ｍｉｎ以上の平均冷却速度が必要であ
る。
めには、２０℃／ｍｉｎ以上の平均冷却速度が必要であ
る。
靭性を改善するため２回以上の焼入れまたは焼ならしを
行う場合も、靭性と強度のレベルを確保するため２０℃
／ｍｉｎ以上の冷却速度が必要である。
行う場合も、靭性と強度のレベルを確保するため２０℃
／ｍｉｎ以上の冷却速度が必要である。
次に焼戻し温度は、５４０℃〜６２０℃の範囲にしなけ
ればならない。第３図に表２の試料Ｎ００１を用いた場
合の焼戻し温度と引張強さとの関係、また第４図に同じ
試料の焼戻し温度と一２０℃における吸収エネルギーと
の関係を、やはり１回焼入れ、焼戻しでオーステティ１
〜化温度は９５０℃、焼入時の８００〜４００℃にわた
る、平均冷却速度は３０℃／ｎ＋ｉｎの場合の例で示し
た。第３図、第４図より焼戻温度が６２０℃を越えては
引張強さが、５４０℃未満では一２０℃における吸収“
エネルギーが目標を満たさないため、５４０℃〜・６２
０℃に限定した。
ればならない。第３図に表２の試料Ｎ００１を用いた場
合の焼戻し温度と引張強さとの関係、また第４図に同じ
試料の焼戻し温度と一２０℃における吸収エネルギーと
の関係を、やはり１回焼入れ、焼戻しでオーステティ１
〜化温度は９５０℃、焼入時の８００〜４００℃にわた
る、平均冷却速度は３０℃／ｎ＋ｉｎの場合の例で示し
た。第３図、第４図より焼戻温度が６２０℃を越えては
引張強さが、５４０℃未満では一２０℃における吸収“
エネルギーが目標を満たさないため、５４０℃〜・６２
０℃に限定した。
なお一般に鋳鋼材はミクロ偏析が発生しやすいので均質
化のために拡散焼鈍するのが望ましいのは云うまでもな
い。
化のために拡散焼鈍するのが望ましいのは云うまでもな
い。
（実施例）
表２の試料番号１，２に示ＴＩ′組成の溶鋼を５０ ｋ
ｇ高周波誘導溶解炉にて溶製し、ダイカル砂型にて厚さ
６０＋１１１１１．高さ１７０ｍｍ 、長さ２５０ＩＩ
ＩＩＩｌのＹブロックを鋳込んだ。
ｇ高周波誘導溶解炉にて溶製し、ダイカル砂型にて厚さ
６０＋１１１１１．高さ１７０ｍｍ 、長さ２５０ＩＩ
ＩＩＩｌのＹブロックを鋳込んだ。
この鋳鋼材から厚さ２５ｍｍ、高さ１６Ｑｕ＋ｍ 、長
さ１２５ｍｍの供試材を切り出し、１０２０℃×５Ｈｒ
の拡散焼鈍後、１段焼らしおよび焼戻処理を行なった。
さ１２５ｍｍの供試材を切り出し、１０２０℃×５Ｈｒ
の拡散焼鈍後、１段焼らしおよび焼戻処理を行なった。
但し、第２段目の焼ならしオーステナイト化温度は９２
５℃、第２段目の焼ならしオーステナイト化温度は８７
５℃、焼戻し温度は６００℃とした。なお、焼ならし時
、オーステナイト化温度からの平均冷却速度は８００℃
〜４００°Ｃ間で２０℃／ｍｉｎどした。
５℃、第２段目の焼ならしオーステナイト化温度は８７
５℃、焼戻し温度は６００℃とした。なお、焼ならし時
、オーステナイト化温度からの平均冷却速度は８００℃
〜４００°Ｃ間で２０℃／ｍｉｎどした。
このような熱処理後、機械的性質を調査した結果を、表
３に示す。
３に示す。
表２１表３におい−Ｃ比較鋳鋼は、特願昭５８−２００
５２８号の発明の鋳鋼とすでに開発済の引張強さ８０ｋ
ｇ「／ｌ１１（級の高張力鋳鋼とその成績である。（発
明の効果） この発明による鋳鋼は、比較鋳鋼に比べ、強度・靭性と
も優れていると共に、さらに高強度とした発明鋳鋼は延
性、靭性がわずかに劣る程度であり、工業上優れた長所
を有するものである。
５２８号の発明の鋳鋼とすでに開発済の引張強さ８０ｋ
ｇ「／ｌ１１（級の高張力鋳鋼とその成績である。（発
明の効果） この発明による鋳鋼は、比較鋳鋼に比べ、強度・靭性と
も優れていると共に、さらに高強度とした発明鋳鋼は延
性、靭性がわずかに劣る程度であり、工業上優れた長所
を有するものである。
第１図は、オーステナイト化温度と引張強ざとの関係を
示すグラフ、 第２図は、平均冷却速度と一２０℃における吸収エネル
ギーとの関係を示すグラフ、 第３図は、焼戻温度と引張強さとの関係を示すグラフ、 そして第４図は、焼き戻し温度と一２０℃における吸収
エネルギーとの関係を示すグラフである。 第１図 第３図 第２Ｎ 第４図
示すグラフ、 第２図は、平均冷却速度と一２０℃における吸収エネル
ギーとの関係を示すグラフ、 第３図は、焼戻温度と引張強さとの関係を示すグラフ、 そして第４図は、焼き戻し温度と一２０℃における吸収
エネルギーとの関係を示すグラフである。 第１図 第３図 第２Ｎ 第４図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、Ｃ：０．１５〜０．４０ｗｔ％ Ｓｉ：０．１５〜０．３５ｗｔ％ Ｍｎ：０．５０〜１．６０ｗｔ％ を含み、 Ｐ：０．０２０ｗｔ％以下 Ｓ：０．０１０ｗｔ％以下 であって、 Ｎｉ：２．００〜４．００ｗｔ％ Ｃｒ：２．００〜４．００ｗｔ％ Ｍｏ：０．８０〜２．００ｗｔ％ Ｖ：０．０１〜０．３０ｗｔ％ Ｃｕ：０．８０〜１．５０ｗｔ％ およびＡｌ：０．０６０ｗｔ％以下 を含有し残部はＦｅおよび不可避的不純物よりなり、引
張強さ１０５ｋｇｆ／ｍｍ＾２以上であることを特徴と
する超高張力強低温靭性鋳鋼。 ２、Ｃ：０．１５〜０．４０ｗｔ％ Ｓｉ：０．１５〜０．３５ｗｔ％ Ｍｎ：０．５０〜１．６０ｗｔ％ を含み、 Ｐ：０．０２０ｗｔ％以下 Ｓ：０．０１０ｗｔ％以下 であって、 Ｎｉ：２．００〜４．００ｗｔ％ Ｃｒ：２．００〜４．００ｗｔ％ Ｍｏ：０．８０〜２．００ｗｔ％ Ｖ：０．０１〜０．３０ｗｔ％ Ｃｕ：０．８０〜１．５０ｗｔ％ およびＡｌ：０．０６０％以下 を含有する組成になる鋳鋼を、８５０℃〜１０００℃の
オーステナイト化温度に保持後、８００℃から４００℃
までの間の平均冷却速度が２０℃／ｍｉｎ以上となるよ
うに冷却する焼入れまたは焼ならし処理を１回または２
回以上繰返した後、５４０℃〜６２０℃の温度範囲内で
焼戻すことを特徴とする超高張力強低温靭性鋳鋼の製造
方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12291084A JPS613871A (ja) | 1984-06-16 | 1984-06-16 | 超高張力強低温靭性鋳鋼とその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12291084A JPS613871A (ja) | 1984-06-16 | 1984-06-16 | 超高張力強低温靭性鋳鋼とその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS613871A true JPS613871A (ja) | 1986-01-09 |
Family
ID=14847632
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12291084A Pending JPS613871A (ja) | 1984-06-16 | 1984-06-16 | 超高張力強低温靭性鋳鋼とその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS613871A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04212842A (ja) * | 1990-12-06 | 1992-08-04 | Toppan Printing Co Ltd | 蒸着フィルム |
| JP2008007820A (ja) * | 2006-06-29 | 2008-01-17 | Nippon Chuzo Kk | 構造用高強度鋳鋼材 |
| CN102108436A (zh) * | 2010-12-13 | 2011-06-29 | 清华大学 | 高速铁路车辆用合金钢空心车轴材料的热处理方法 |
| CN110964883A (zh) * | 2019-11-26 | 2020-04-07 | 安徽添御石油设备制造有限公司 | 一种石油压裂泵阀箱热处理方法 |
-
1984
- 1984-06-16 JP JP12291084A patent/JPS613871A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04212842A (ja) * | 1990-12-06 | 1992-08-04 | Toppan Printing Co Ltd | 蒸着フィルム |
| JP2008007820A (ja) * | 2006-06-29 | 2008-01-17 | Nippon Chuzo Kk | 構造用高強度鋳鋼材 |
| CN102108436A (zh) * | 2010-12-13 | 2011-06-29 | 清华大学 | 高速铁路车辆用合金钢空心车轴材料的热处理方法 |
| CN110964883A (zh) * | 2019-11-26 | 2020-04-07 | 安徽添御石油设备制造有限公司 | 一种石油压裂泵阀箱热处理方法 |
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