JPS62174321A - 母材および溶接継手部の靭性の良好な80kgf/mm2級鋼板の製造方法 - Google Patents

母材および溶接継手部の靭性の良好な80kgf/mm2級鋼板の製造方法

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JPS62174321A
JPS62174321A JP1330386A JP1330386A JPS62174321A JP S62174321 A JPS62174321 A JP S62174321A JP 1330386 A JP1330386 A JP 1330386A JP 1330386 A JP1330386 A JP 1330386A JP S62174321 A JPS62174321 A JP S62174321A
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JP
Japan
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steel plate
toughness
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base metal
welded joint
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JP1330386A
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English (en)
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Motomi Kanano
叶野 元巳
Haruo Kaji
梶 晴男
Kazuhiko Yano
和彦 矢野
Shigeo Okano
岡野 重雄
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Kobe Steel Ltd
Original Assignee
Kobe Steel Ltd
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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1 本発明は母材および溶接継手部の靭性が良好な80 k
7f / rnm”級鋼板の製造方法に関し、さらに詳
しくは、タンク、橋梁、ペンストック、海洋tM造物等
に使用される母材および溶接継手部の靭性か良好な80
kgf/nun2級鋼板の製造方法に関する。
[従来技術1 従来から調質”a Okgf / rnm”級鋼板とし
て1.\STM t\514タイプをペースとしたもの
か′使用されてきており、特に、N1含有量0.70−
1.00留L%のグレードFは良好な母材靭性、溶接性
を有してぃることから、タンク、aK4、ベンストンク
、海洋構造物等に広く使用されている。
そして、溶接継手靭性については、−20°C程度の靭
性要求に対しては充分に対応することができる。
近年、海洋構造物が極地で稼働するようになり、これら
構造物に使用される調質80kgf/mm2級鋼板に対
しては、その使用環境に応じて一40℃〜−80°Cの
靭性要求が母材のみならず溶接継手部にも出されるよう
になった。
これに対してASTM A314を始めとする従来の8
0kgf/aon2v&鋼板では溶接継手部において一
40°C以下の靭性要求に対応することは困難であった
[発明が解決しようとする問題点] 本発明は上記に説明したような従来における8 0 k
gf/m+112級鋼板の一40°C以下の低温におけ
る問題点に鑑み、本発明者が鋭意研究を行なった結果、
−40°C以下の低温において80kgf/mm2級鋼
板の溶接継手部の靭性要求に対応するためには、Ni含
有量を増加させることが有効であること、および、AS
TM A314では9()0°C以上の温度と規定され
ている通常の焼入を行なうと、母材の靭性はNi含有量
を増加したにも拘らず、逆に劣化する場合があるので、
良好な母材靭性を確保するためには焼入温度の調整が有
効であり、かつ、不可欠であることを見出し、母材およ
び溶接継手部の靭性が良好な80 kgf / +am
”級鋼板の製造方法を開発したのである。
[問題点を解決するための手段1 本発明に係る母材および溶接継手部の靭性が良好な80
kgf/iQm2級鋼板の製造方法は、(1)  C0
,06〜0.12wt%、Si0.05〜0.50wt
%、Mn 0.40〜1.50wt%、Cu 0.05
〜0.50wt%、N i 1,40−3.7011I
L%、Cr 0120−0.80wt%、Mo 0.2
0〜0.80wt%、V 0.01〜0.10wt%を
含有し、残部Feおよび不可避不純物からなる鋼板を、
Ac1点以下で、かつ、 (1,2t +780)≦焼入温度≦(1,2t +8
30)(tは板厚n+m ) の範囲の温度より焼入した後、焼戻すことを特徴とする
母材および溶接継手部の靭性が良好な80kgf / 
man″級鋼板の製造方法を第1の発明とし、(2) 
 C0,06〜0,12wt%、Si0.05〜0.5
0wt%、Mn 0.40〜1.50wt%、Cu 0
.05〜0.50wt%、N i 1.40−3.70
wt%、Cr 0.20〜0.!30wt%、%4o 
0020−0.80wt%、\’ 0.01−0.10
wt%、B 000003−0.0017wt%を含有
し、残部Feおよび不可避不純物からなる鋼板を、Ac
3点以下で、かつ、 (1,2t +780)≦焼入温度≦(1,2t +8
30)(しは板厚n1lll) の範囲の温度より焼入した後、焼戻すことを特徴とする
母材および溶接継手部の靭性が良好な80に84/mu
+”級鋼板の製造方法を第2の発明とする2つの発明よ
りなるものである。
本発明に係る母材および溶接継手部の靭性が良好な30
 kBf/ man:級鋼板の製造方法について、以下
詳細に説明する。
先ず、本発明に係る母材および溶接継手部の靭性が良好
な80 kHf / mm 2級鋼板の製造方法に使用
する鋼板の含有成分および成分割合について説明する。
Cは含有量か0.0&uL%未満となると80kgf/
Ill Ill ”扱銅としての強度が得られず、まj
こ、0.12wt%を越える含有量では溶接性が劣化す
る。よって、C含有量は0.06〜0.12wt%とす
る。
Slは鋼の脱酸および強度を確保するための元素であり
、含有量が0.05wt%未満ではこのような効果は少
なく、また、0,50wt%を越える多量の含有量では
溶接性が劣化する。よって、S1含有量は0.05−0
.50wt%とする。
Mnは鋼の焼入性を増加するための元素であり、含有量
が0.40すL%未満では効果か少なく、また、1.5
01%を越えて多量に含有されると溶接性を損ない、か
つ、焼戻脆化感受性が増加する。よって、Mn含有量は
0.40−1.50wt%とする。
CLIは固溶強化および析出強化によって強度を上昇さ
せるための元素であり、含有量が0.05ut%未満で
はこの効果は少なく、また、0.50wt%を越える多
量の含有量では熱間加工性が劣化する。
よって、Cu含有量は0.05〜0.50111t%と
する。
N1は溶接継手部の靭性を向上させるのに有効な元素で
あり、含有量が1.40wt%未満では一40℃以下で
の靭性要求を満たすことができず、また、含有量は要求
靭性レベル、板厚によって変更するものであるが、3.
70wt%を越えて多量に含有させる必要はない。よっ
て、Ni含有量は1.40〜3,70wt%とする。
そして、このNiはフェライト地の靭性を改善する効果
が大きく、80kgf/mm”級鋼板の溶接継手部の靭
性を改善するのに有効であると考えられる。Ni含有量
の必要最少含有量を把握するために、ASTM A31
4グレードFをベースとしてNi含有量を変化させた1
l)i(C0.10wt%、Si0.25wt%、Mn
 0.85wt%、Cu 0.45wt%、M。
0.40wt%、V 0005wt%、B 0.OO1
0wt%、残部Fe)の5鋼種を使用して、再現熱サイ
クルシャルビ試験により、溶接継平部靭性におよぼすN
i含有量の影響を調査した。なお、実際の80kgf/
1111112級鋼板の溶接施工は多層盛り溶接である
ことを考慮し、1回目最高加熱温度1350°C12回
目最高加熱温度1000 ’C或いは8()0°cの2
重熱サイクルを付与した。その結果を第1図(a)(b
)に示す。この第1図よりNi含有量が1.40III
L%以上で溶接継平部靭性はvTrs(シャルビ破面遷
移温度)−40℃以下となることは明らかである。
次に、母材靭性におよぼすNi含有量の影響を把握する
ために、第1図と同様の含有成分および成分割合の鋼の
板厚30mm材の920 ’C焼入、650℃焼戻後の
母材シャルビ試験を行なった。
その結果を第2図に示す。この第2図がらNi含有量が
増加する程、低温における母材靭性が劣化していること
がわかる。この理由は、Ni含有量が増加することによ
り焼入性が増し、母材のミクロ組織が靭性の良くないマ
ルテンサイト主体の組織となっているためである。この
第1図および第2図からも、Ni含有量は1.40−3
.70wt%とするのが好適であることがわかる。
Crは鋼の焼入性を高め、耐蝕性を増加するための元素
であり、含有量が0,20wt%未満ではこのような効
果は少なく、また、帆80wt%を越えて多量に含有さ
れると溶接性を害するようになる。
よって、Cr含有量は0.20−0.80wt%とする
Moは鋼の焼入性を増加し、焼戻軟化抵抗を高め、かつ
、焼戻脆化感受性を低くする元素であり、含有量が0,
20wt%未満ではこのような効果は少なく、また、0
.80wt%を越えて多量に含有されると溶接性を害す
るようになる。よって、Mo含有量は0.20−0.8
(but%とする。
■は鋼の焼入性を増加し、焼戻軟化抵抗を高める元素で
あり、含有量が0.01wt%未満ではこのような効果
は少なく、また、0.10wt%を越えて多量に含有さ
れると溶接性および靭性を劣化させる。
よって、■含有量は0.01〜0,10wt%とする。
Bは微量の含有によって鋼の焼入性を増加させる元素で
あり、含有量が0.0003wt%未満ではこのような
効果を発揮させることはできず、また、0.0017w
t%を越えて多量に含有させるとB化合物を多量に生成
して、焼入性の低下および靭性の劣化を招来する。よっ
て、B含有量は0.0003〜0.0017d%とする
次に、本発明に係る母材および溶接継手部の靭性が良好
な80 kgF/ +nn+”級鋼板の製造方法におけ
る熱処理条件について説明する。
上記に説明したように、Ni含有量を1.40〜3.7
0wt%とした8 0 kgf / man”級鋼板の
母材靭性を改善するためには、焼入温度を適切な範囲に
選定して、母材靭性を大きく改善したのである。即ち、
C0110wt%、  Si  0027111t%、
 Mn  0.S8wt%、P 0.0010wt%、
S 00002wt%、Cu 0127wt%、Ni 
2.05wt%、Cr 0.45urL%、Mo 0.
45wt%、V 01042Illt%、B 0000
1:’uL%を含有する鋼を板厚15m+n、3 (’
、) mm、  5 I) l1lII+、80mmの
材料とし、種々の焼入温度よf)焼入し、650°Cの
温度て・焼戻しな場合の焼入温度とvTrsとの関係を
第3図に示す。
この第3図から最適な焼入温度は板厚によって大きく変
わることかわかる。
次に、この最適な焼入温度を定量化するために、第1表
に示す種々の含有成分と成分割合、板厚の鋼板に対して
種々の焼入温度から焼入を行なった。
第4図に横軸を板厚、縦軸を焼入温度として、夫々の場
合のvTrsをプロットしたものを示しである。第・1
図において、2本の線(旦、Q=1.2t+830、お
よび、山、Q= 1.2 L +780)に挾まれた領
域では、vTrsは一90’C以下と良好であるが、そ
れ以外の領域ではvTrs>−65“Cと充分な靭性は
得られない。また、直線μの上の領域では焼入温度が高
過ぎて組織はマルテンサイト主体となり、逆に直線上の
下領域では焼入温度が低過ぎて組織は上部ベイナイト主
体となり、何れも母材靭性が劣化している。
従って、焼入温度は板厚に応じて、(1,2j +78
0≦焼入温度≦[1,2L +830)とすることによ
り良好な靭性を得ることができる。しかし、Ac3点よ
り低い温度では不完全焼入相識となり靭性のみならず充
分な強度が得られないのでAc3点以上の温度とする必
要がある。
また、板厚が100τ+1Illを越える場合には、光
分な強度のみならず良好な溶接性を確保するためには含
有させる合金元素をて゛きる限り制限する必要があり、
焼入温度を低くすると中心部の焼入不足を招くので適用
可能板厚は最大100mmとするのがよい。
[実施例1 本発明に係る母材および溶接継手部の靭性が良好な80
kgf/mm”級鋼板の製造方法の実施例を説明する。
実施例 第2表に示す含有成分および成分割合の鋼を溶製後鋳遺
してから、鋳塊を加工して製造された鋼板を焼入焼戻処
理してから、母材および下向溶接継手ボンド部のシャル
ビ試験を行なった。その結果を第1表に示す。
即ち、本発明に係る母材および溶接継手部の靭性が良好
な80 kgf/ tarn”級鋼板の製造方法により
装造された鋼板は、何れも母材で−90’C以下、溶接
継手ボンド部で一30°C以下のvTrsを有している
しかし、比較gAGおよび工は焼入温度が高過ぎるため
、また、比較鋼Hは焼入温度が低過ぎるため、それらの
何れらが母材のvTrsは−60’Cよりも高温となっ
ており、さらに、比較鋼Iは母材靭性は良好ではあるが
、Ni含有量が少ないため溶接継手ボンド部の靭性が充
分ではない。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)C0.06〜0.12wt%、Si0.05〜0
    .50wt%、Mn0.40〜1.50wt%、Cu0
    .05〜0.50wt%、Ni1.40〜3.70wt
    %、Cr0.20〜0.80wt%、Mo0.20〜0
    .80wt%、V0.01〜0.10wt%を含有し、
    残部Feおよび不可避不純物からなる鋼板を、Ac_3
    点以下で、かつ、 (1.2t+780)≦焼入温度≦(1.2t+830
    )(tは板厚mm) の範囲の温度より焼入した後、焼戻すことを特徴とする
    母材および溶接継手部の靭性が良好な80kgf/mm
    ^2級鋼板の製造方法。
  2. (2)C0.06〜0.12wt%、Si0.05〜0
    .50wt%、Mn0.40〜1.50wt%、Cu0
    .05〜0.50wt%、Ni1.40〜3.70wt
    %、Cr0.20〜0.80wt%、Mo0.20〜0
    .80wt%、V0.01〜0.10wt%、B0.0
    003〜0.0017wt% を含有し、残部Feおよび不可避不純物からなる鋼板を
    、Ac_3点以下で、かつ、 (1.2t+780)≦焼入温度≦(1.2t+830
    )(tは板厚mm) の範囲の温度より焼入した後、焼戻すことを特徴とする
    母材および溶接継手部の靭性が良好な80kgf/mm
    ^2級鋼板の製造方法。
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JPS62238356A (ja) * 1986-04-08 1987-10-19 Kobe Steel Ltd 溶接継手靭性の良好な厚肉高張力鋼板

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