JPS6318020A

JPS6318020A - 加速冷却法による低降伏比高張力鋼板の製造法

Info

Publication number: JPS6318020A
Application number: JP16299186A
Authority: JP
Inventors: Kenji Koide; 憲司小出; Shunichi Hashimoto; 俊一橋本
Original assignee: Kobe Steel Ltd
Current assignee: Kobe Steel Ltd
Priority date: 1986-07-11
Filing date: 1986-07-11
Publication date: 1988-01-25

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］本発明は加速冷却法による低降伏比高張力鋼板の製造法
に関し、さらに詳しくは、降伏比６５〜７５％で７０　
ｋｇｆ／ｍｍ’以上の引張り強さを有する厚鋼板を加速
冷却法により製造する方法に関する。

［従来技術］従来の７０　ｋｇｆ／ｍｍ’級、８０ｋｇｆ／ｍｍ’級
橋梁用厚鋼板は強制冷却することなく室温まで冷却した
後、焼入れ、焼戻し処理によって製造されており、降伏
比は９５％程度であった。

近年、８５％まで降伏比を下げた鋼板を制御圧延、加速
冷却、焼入れ、焼戻し法により製造する方法が提案され
ているが（溶接学会論文集、Ｖｏｌ。

５．１９８５．Ｎｏ、３．Ｐ２Ｓ５）、降伏比７０％前
後の極めて低い低降伏比高張力鋼板の製造法は提案され
ていない。

さらに、溶接構造用高張力鋼板の進歩は著しく、引張強
さ１００ｋｇｆ／ｍｍ’級まで実用化されつつあるが、
橋梁関係では従来の７０ｋｇｆ／ｍｍ”、８０ｋｇｆ／
ｍｍ”扱銅は降伏比が高く、降伏後破壊に至るまでの耐
負荷が小さいため、隠れた安全性という観点では不安材
料があり、これまで８０　ｋｇｒ／ｍｍ’級高張力鋼の
この分野での使用は極端に制限されていた。そして、こ
の分野においでも軽量化の要求が大きく、隠れた安全性
を有する低降伏比の７０ｋｇｆ／ｍｌ１１２級以上の高
張力鋼板の出現が望まれていた。

［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従来における低降伏比の高張力
鋼板の製造法の問題点に鑑み、本発明者が鋭意研究を行
った結果、冷間圧延鋼板、熱間圧延鋼板の分野において
は鋼の降伏比を下げる方法は開発、実用化されており、
そして、これらの鋼板はフェライトと５〜３０％のマル
テンサイトおよび状況によってはベイナイトや残留オー
ステナイトを含む組織構成を有しており、このマルテン
サイトの存在が降伏比を下げろ上で有効とされているこ
とから、成分、製造条件を検討し、低降伏比は得られる
が橋梁材として具備しなければならない低い遷移温度、
高いアッパーンエルフエネルギー、溶接部の硬度分布、
靭性等において致命的な欠点のあることがわかり、特に
、靭性値劣化の原因が軟質のフェライトと硬質のマルテ
ンサイトが粗く分散することにあることを見出だし、さ
らに、出来るだけ微細、かつ、所望の降伏比を得られる
範囲内において、各相間の硬度の均質化が重要であるこ
とを見出だし、例えば、橋梁等の溶接構造物の隠れた安
全性を高め、かっ、構造物の軽量化を実現させるための
加速冷却法による低降伏比高張力鋼板の製造法を開発し
たのである。

Ｕ問題点を解決するための手段７本発明に係る加速冷却法による低降伏比高張力鋼板の本
製造法は、（１）　　Ｃ０．０５〜０．２ｗｔ％、Ｓ　ｉ　０．０
３〜０．５ｗｔ％、Ｍｎ　０．５〜２．３ｗｔ％、Ａｌ
　０．０１〜０．ｌｖｔ％、Ｍｏ　０．１〜０．５ｗｔ
％、Ｎｂ　０．０１〜０．０５ｗｔ％、Ｎｉ　０．３〜
１．５ｖｔ％を含有し、残部Ｆｅおよび不可避不純物からなる鋼を、
未再結晶オーステナイト域で３０％以上の加工を加えた
後、加速冷却設備において３〜４゜’Ｃ／ｓｅｃの冷却
速度で冷却し、３００〜７００’Ｃの間の温度で冷却停
止を行うことを特徴とする加速冷却法による低降伏比高
張力鋼板の製造法を第１の発明とし、（２）　　Ｃ０．０５〜０．２ｗｔ％、Ｓ　ｊｏ、０３
〜０．５ｗｔ％、Ｍｎ　０．５〜２．３ｗｔ％、Ａｌ　
０．０１−０．１ｗｔ％、Ｍｏ　０．１〜０．５ｗｔ％
、Ｎｂ　０．０１〜０．０ｈｔ％、Ｎｉ　０．３〜１．
５ｗｔ％を含有し、さらに、Ｃｒ　０．３〜１．５ｗｔ％、Ｃｕ　０．２〜１．ｈｔ
％、Ｂ　　（１，００１〜０．０ｆ）３ｗｔ％、Ｔｉ　
０．０１〜０．０３ｗｔ％の１種または２種以上を含有し、残部Ｆｅおよび不可避不純物からなる鋼を、
未再結晶オーステナイト域で３０％以上の加工を加えた
後、加速冷却設備において３〜４０’（：／ｓｅｅの冷
却速度で冷却し、３００〜７００°Ｃの間の温度で冷却
停止を行うことを特徴とする加速冷却法による低降伏比
高張力鋼板の製造法を第２の発明とする２つの発明から
なるものである。

本発明に係る加速冷却法による低降伏比高張力鋼板の製
造法について以下詳細に説明する。

先ず、本発明に係る加速冷却法による低降伏比高張力鋼
板の製造法（以下単に本発明製造法ということがある。

）において使用する鋼の含有成分および含有割合につい
て説明する。

Ｃは強度上昇に有効な元素であり、含有量が０．０５ｗ
ｔ％未満では強度上昇効果は少なく、また、０．２ｗｔ
％を越えて含有されると溶接性を劣化する。

よって、Ｃ含有量は０．ｆ）５〜Ｑ、２ｗｔ％とする。

Ｓｉは組織制御に有効な元素であり、含有量が０．０３
ｖｔ％未満では組織制御効果が発揮できず、また、０．
５ｗｔ％を越えて含有されると靭性の劣化を招来する。

よって、Ｓｉ含有量は０．０３〜０．５ｗｔ％とする。

ＭｎはＳｉと同じく組織制御に有効な元素であり、含有
量が０．５ｗｔ％未満では組織制御の効果は少なく、ま
た、２．３ｗｔ％を越えて含有されるとバンド状組織を
生成し、Ｃ方向、Ｚ方向の靭性の劣化を招来する３、よ
って、Ｍｎ含有量は０５〜２．３ｗｔ％とする。

Ａｌは脱酸剤として必要な元素であり、含有量が０．０
１ｗｔ％未満では脱酸剤としての効果はなく、また、０
．１ｗｔ％を越えて含有されるとこの効果は飽和する。

よって、Ａｌ含有量は０．０１〜０．１ｗｔ％とする。

Ｍｏはベイナイト組織の生成に有効で、かっ、靭性値向
りに有効な元素であり、含有量が０．１ｗｔ％未満では
これらの効果は少なく、また、０．５ｗｔ％を越えて含
有されるとごれらの効果は飽和してしまう。よって、Ｍ
Ｏ含有量は０．１〜０．５ｗｔ％とする。

Ｎｂはγ粒径を微細化し、未再結晶圧延領域の拡大が図
れ、かつ、ベイナイト組織の微細化および強度上昇に寄
与する元素であり、含有量が　０゜０１ｗｔ％未満では
これらの効果を発揮することはできず、また、０．０５
ｗｔ％を越えて含有されると効果は飽和してしまう。よ
って、Ｎｂ含有量は０．０１〜０．０５ｗｔ％とする。

Ｎｉは溶接性と靭性の向上に有効な元素であり、含有量
が０．３ｖｔ％未満ではこの効果は少なく、また、１　
、５ｗｔ％を越えて含有されると効果は飽和する。よっ
て、Ｎｉ含有量は０．３〜１　、５ｗｔ％とする。

Ｃｒは組織制御に有効で、かつ、強度上昇に寄与する元
素であり、含有量が　０．３ｗｔ％未満ではこのような
効果は少なく、また、１．５ｗｔ％を越えて含有される
と効果のそれ以上の上昇は望めない。

よって、Ｃｒ含有量は０．３〜１．５ｗｔ％とする。

Ｃｕは溶接性および靭性の向上に有効な元素であり、含
有量が０゜２ｗｔ％未満ではこの効果は少な＝７− く、また、１．０ｗｔ％を越えると効果は飽和する。

よ−）で、Ｃｕ含有頃は０．２〜１．０ｗｔ％とする。

Ｂは組織制御に有効で、かつ、強度上昇に寄与する元素
であり、含有量が０．００１ｗｔ％未満ではこの効果は
少なく、また、０．００３ｖｔ％を越えると効果は飽和
する。よって、Ｂ含有量は０．００１〜０００３ｗｔ％
とする。

１゛ｌはＮを固定し、かつ、Ｂの効果を有効に活用させ
るのに寄与する元素であり、含有量が０．０１ｗｔ％未
満ではこのような効果は少なく、また、０．０３ｗｔ％
を越えて含有されるとこの効果は飽和してしまう。よっ
て、Ｔｉ含有量は０．０１〜０．０３ｗｔ％とづ゛る。

次に、本発明製造法における製法について説明する。

上記に説明した含有成分および含有割合の鋼の加熱温度
は９００〜１１５０℃とするのが良く、特に、低温域で
加熱した方がγ粒が微細となり、変態後に得られる組織
が微細となり、靭性向上に有効であり、従って、圧延機
の能ソバ仕上温度の＝８− 確保の許容される範囲で低温に加熱することが望ましい
。

熱間加工条件は、γ粒の微細化、γ粒内への変形帯の導
入は、変態後の組織を微細化し、靭性向上に有効である
ことから、オーステナイトの未再結晶域で３０％以−Ｆ
の加工が必要で、例えば、熱間圧延を行う。

冷却条件は、例えば、鋼を１０００℃の温度に加熱し、
９００℃以下の犀下率を５０％とし、仕上温度７９０℃
で３０ｍｍｔの厚さに圧延し、直ちに１５９Ｃ／ｓｅｃ
の冷却速度で冷却し、室温から７００℃の温度範囲で冷
却を停止し、後空冷した。

鋼材の板厚は、例えば、橋梁の場合１０ｍｏｎから５０
ｍｍであり、１０〜３０＋ｎｍの範囲が最も多く、厚板
工場における加速冷却装置は水量制御により広い範囲の
冷却速度が得られるようになっているけれども、通板板
厚により大略決定されろ。そして、冷却速度は３〜４０
°Ｃ／ｓｅｃの範囲とするのが望ましい。しかして、冷
却停止温度か３００℃未満ては温度制御が困難になるば
かりでなく、しベラ−工程における圧延圧力が多大とな
り好ましくなく、停止温度が低いとＤｕａｌ　Ｐｈａｓ
ｅ鋼に近い組織となり、ＹＰは約６０％と求める範囲よ
り低く、３００℃を越える停止温度では８０　ｋｇｆ／
＋ａｍ２級鋼の強度が得扱銅、ＹＰも求める値の７０％
前後の値であり、また、停止温度が７００℃を越える高
い温度になると、フェライト−パーライト組織となり、
引張強さが７０　ｋｇｆ／　＋＋＋＋＋＋２を下回るよ
うになる。このことは、第１表の鋼ｌを一つの例として
採用して冷却速度、停止温度とＴＳ、ＹＲの関係につい
て調査し、その結果を第１図に示しである。この第１図
から本発明製造法のように冷却停止温度を３００〜７０
０℃の範囲とすることが好適であることがわかる。

また、加速冷却のままの状態では、即ち、熱間圧延−冷
却のままでは、殆どの場合降伏点伸びは零で、いずれも
連続降伏現象であり、特に、橋梁等の設計を行う際に、
降伏点伸びを付与したい場合は、１００〜３００℃の温
度の焼戻し処理を行う必要があるが、第２図に示すよう
に焼戻し温度が３００℃を越えるとＹＲが上限の７５％
以上となって、求める低降伏比が得られなくなり、また
、焼戻し温度が１００℃未満では実質的効果は得られな
くなる。

［実　施　例］本発明に係る加速冷却法による低降伏比高張力鋼板の製
造法の実施例を説明する。

実施例第１表に示す含有成分および含有割合の鋼を通常の製法
により溶解、鋳造した鋼を９５０℃から２００℃の間の
各種の加熱温度において１００ｍｍｔの鋼（スラブ）を
加熱し、２０ｍｍｔ厚の鋼板に圧延し、仕上温度は８０
０℃であり、９００℃以下の厚下率を５０％とした。熱
間圧延路Ｔ後各種の冷却速度で室温まで冷却した。必要
に応じて焼戻し処理を行ったが、所定の温度に１時間保
持後空冷した。

第２表に各鋼種の機械的性質を示す。

この第２表より本発明製造法により製造された鋼は、比
較例に比して、６５〜７５％の低い降伏比であり、その
他の機械的性質は比較例と同等かそれ以上であり、優れ
ていることがわかる。

以上説明したように、本発明に係る加速冷却法による低
降伏比高張力鋼板の製造法は上記の構成であるから、溶
接構造物の安全性が高い、７０ｋｇｆ／ｍｍ’以上であ
り、かつ、降伏比が６５〜７５％と低い高張力鋼板を効
果的に製造することができる優れた製造法である。

【図面の簡単な説明】

第１図は冷却停止温度とＴＳＳＹＲの関係を示す図、第
２図は焼戻し温度とＴＳＳＹＲ，ＹＰＥｌの関係を示す
図である。矛ＩＷＪ

Claims

【特許請求の範囲】

（１）Ｃ０．０５〜０．２ｗｔ％、Ｓｉ０．０３〜０．
５ｗｔ％、Ｍｎ０．５〜２．３ｗｔ％、Ａｌ０．０１〜
０．１ｗｔ％、Ｍｏ０．１〜０．５ｗｔ％、Ｎｂ０．０
１〜０．０５ｗｔ％、Ｎｉ０．３〜１．５ｗｔ％を含有し、残部Ｆｅおよび不可避不純物からなる鋼を、
未再結晶オーステナイト域で３０％以上の加工を加えた
後、加速冷却設備において３〜４０℃／ｓｅｃの冷却速
度で冷却し、３００〜７００℃の間の温度で冷却停止を
行うことを特徴とする加速冷却法による低降伏比高張力
鋼板の製造法。
（２）Ｃ０．０５〜０．２ｗｔ％、Ｓｉ０．０３〜０．
５ｗｔ％、Ｍｎ０．５〜２．３ｗｔ％、Ａｌ０．０１〜
０．１ｗｔ％、Ｍｏ０．１〜０．５ｗｔ％、Ｎｂ０．０
１〜０．０５ｗｔ％、Ｎｉ０．３〜１．５ｗｔ％、を含有し、さらに、Ｃｒ０．３〜１．５ｗｔ％、Ｃｕ０．２〜１．０ｗｔ％
、Ｂ０．００１〜０．００３ｗｔ％、Ｔｉ０．０１〜０．０３ｗｔ％の１種または２種以上を含有し、残部Ｆｅおよび不可避不純物からなる鋼を、
未再結晶オーステナイト域で３０％以上の加工を加えた
後、加速冷却設備において３〜４０℃／ｓｅｃの冷却速
度で冷却し、３００〜７００℃の間の温度で冷却停止を
行うことを特徴とする加速冷却法による低降伏比高張力
鋼板の製造法。