JPS6389627A - 応力除去焼なまし用高靭性加速冷却鋼板の製造方法 - Google Patents

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】 皮栗上傅科■分里 本発明は応力除去焼なましくＳＲ）処理後においても、
高強度高靭性を有する板厚３０１１以上の５０ｋｇｆ／
ｍｍ２級加速冷却鋼板の製造方法に関する。

災米■侠五 近年、加速冷却鋼板は、船舶や海洋構造物、圧力容器等
における溶接構造用鋼板として多量に用いられている。

これらに適用される厚板鋼板は、多くの場合、溶接後に
溶接部に応力除去焼なまし処理が行なわれるため、この
処理後においても、十分な強度を有することが要求され
る。しかし、加速冷却網板は、低Ｃｅｑでありながら、
圧延直後の水冷による変態強化を利用して高強度化を達
成したものであるので、熱感受性が大きく、応力除去焼
なまし処理によってその強度上昇効果が消失し、大幅に
強度が低下する。

従って、加速冷却鋼板は、ＳＲ処理が行なわれる場合に
は、ＳＲ後の強度確保のために、鋼板における合金元素
の添加量を増大させる必要があり、この結果、加速冷却
鋼板の特徴である低Ｃｅｑ化による溶接割れ感受性やＨ
ＡＺ靭性の改善効果が十分に発揮されない。

■が解゛　しようとする問題寺 上記した問題を解決するために、例えば、特願昭６０−
２３５９５９号には、Ｎｂを添加することによって、鋼
板強度を上昇させると共に、ＳＲによる強度低下を抑制
し、ＳＲ後においても、低Ｃｅｑで且つ高強度化を図る
方法が提案されている。

しかし、この方法による場合、Ｎｂの効果を有効に発揮
させるためには、加熱時にＮｂを十分に固溶させるため
に、高温加熱が要求される結果、加熱温度を余り低くす
ることができない。

一般に、板厚が３０１ｍを越えるときは、ｖＴｒｓが一
６０℃以下であるような低温靭性を確保することが困難
であるので、従来、加熱温度の低下や合金元素の添加が
行なわれている。従って、板厚が３Ｏｎ＋を越える場合
は、上記したＮｂ添加法は、低温加熱を行なうことがで
きないために、低温靭性を確保することができない。そ
こで、上記Ｎｂ添加法において低温靭性を確保するには
、Ｃ，Ｍｎ、Ｎｉｓ　Ｃｕ等の合金元素の添加量の増大
によらざるを得す、このことは、低Ｃｅｑによる加速冷
却の長所を活かさず、また、製造費用を高くする。

本発明者らは、加速冷却鋼板における上記した問題を解
決するために、応力除去焼なまし処理後の強度及び靭性
に及ぼす化学成分及び加速冷却条件の影響について広範
囲且つ詳細に研究した結果、Ｓｉ−Ｍｎｆｉにおいて、
■を所定量添加すると共に、この鋼の加熱温度、熱間圧
延条件及びその後の加速冷却条件を最適に規制すること
によって、応力除去焼なまし処理後においても、高強度
高靭性を有する加速冷却鋼板を得ることができることを
見出して、本発明に至ったものである。

従って、本発明は、応力除去焼なまし処理後においても
、高強度且つ高靭性を有する加速冷却鋼板を製造する方
法を提供することを目的とする。

口　占を解゛するための手段 本発明による応力除去焼なまし用高強度高靭性加速冷却
鋼板の製造方法は、重量％で Ｃ０．０３〜０．２０％、 Ｓｉ０．０５〜０．５％、 Ｍｎ　　０．５０〜１．８％、 Ａ１０．０１〜０．０８％、及び Ｖ　　　０．０２５〜０．１％を含有し、且つ、を満た
す鋼片を、最終製品としての板厚ｔ（ｎ＋）によって、 にて規定される温度Ｔ　（℃）以下の温度に加熱し、熱
間圧延した後、（Ａｒｔ　　３０）’Ｃ以上の温度から
５００〜６００℃の範囲の温度まで冷却速度１〜ｂ 以下に本発明の詳細な説明する。

第１図は、板厚３０１璽の５１−Ｍｎ鋼、５１−Ｍｎ−
Ｎｂ鋼及びＳｉ−Ｍｎ−Ｖ鋼について、加熱温度とＳＲ
後の強度及び靭性との関係を示す。

含Ｎｂ鋼の場合、５１−Ｍｎ鋼に比べて、ＳＲ後の引張
強さは、加熱温度の上昇と共に大きく上昇するが、約１
０５０℃以下の低温加熱では、強度上昇効果が小さい。

これに対して、含Ｖ＃の場合は加熱温度に無関係に、５
１−Ｍｎ鋼に比べてほぼ一定の強度上昇効果を有する。

以上のように、含Ｖ鋼によれば鋼加熱温度が１０５０℃
以下であるときも、ＳＲ後に強度を確保することができ
る。

また、第１図に示すように、ＳＲ後の靭性については、
加熱温度に対して、含ｖｔ１ｇｌも含Ｎｂ鋼も５１−Ｍ
ｎ鋼とほぼ同じ傾向を示し、加熱温度が上昇するにつれ
て劣化する傾向を有するので、ｖＴｒｓが一６０℃以下
である低温靭性を確保するには、１０５０℃以下の加熱
が必要である。

勿論、板厚３０鶴を越える厚肉材の場合には、ｖＴｒｓ
が一６０℃以下である低温ｕ性を得るには、板厚に応じ
て、加熱温度を更に低くする必要がある。

第２図は、板厚３０鶴以上の含ｖｗＪについて、とＳＲ
処理後の靭性との関係を示す。

第２図から明らかなように、加熱温度がにて計算される
温度Ｔ　（’Ｃ）よりも高くなるときは、ｖＴｒｓが一
６０℃以下なる低温靭性を得ることができない。従って
、板厚が３０ｗ以上である厚肉材について、ｖＴｒｓが
一６０℃以下を得るためには、加熱温度を上式（１）に
よるＴよりも低くする必要がある。

次に、第３図はＳＲ処理後の引張強さに及ぼすＣｅｑの
影響を示す、Ｓｉ−Ｍｎｗ４の場合は、Ｃｅｑの増加と
共に強度がほぼ単調に増加する。含Ｖ鋼の場合は、Ｃｅ
ｑが０．３０％以下であるときは、強度上昇効果が殆ど
認められないが、しかし、Ｃｅｑが０．３４％以上にお
いて、ＳＲ処理後の強度が著しく高められる。

本発明においては、加速冷却における冷却開始温度は（
Ａｒｔ　　３０）”Ｃ以上である。冷却開始温度がこの
温度よりも低いときは、加速冷却による変態強化の効果
が乏しいからである。また、冷却停止温度は５００〜６
００℃の範囲の温度である。

冷却停止温度を５００℃よりも低くしても、ＳＲ処理後
の強度上昇への寄与がなく、却ってＳＲによって強度が
低下し、更に、冷却停止温度を低下させることは、鋼板
内の歪を増大させ、鋼板形状を悪化させるからである。

他方、冷却停止温度が６００℃を越えるときは、加速冷
却による強度上昇効果を得ることができない。

また、上記加速冷却における冷却速度は、１〜ｂ りも小さいときは、加速冷却による強度上昇効果を得る
ことができず、他方、２０℃／秒を越えても、強度上昇
効果が飽和するのみならず、鋼板内の歪が増大し、形状
が悪化するからである。

次に、本発明において用いる鋼の化学成分を限定する理
由を説明する。

Ｃは、鋼板に所要の高強度を与えるために、少なくとも
０．０３％を添加することが必要であるが、過多に添加
するときは、溶接性を損なうこととなるので、添加量の
上限は０．２０％とする。

Ｓｔは、鋼の脱酸を促進し、強度を上昇させる効果を有
する。この効果を有効に得るためには、０．０５％以上
を添加することが必要であるが、過多に添加するときは
、溶接性を損なうので、添加量は０．５％以下の範囲と
する。

Ｍｎは、綱の強度を高める効果を存し、そのためには０
．５０％以上を添加する必要がある。しかし、余りに多
量に添加すれば、溶接性を損なうので、添加量の上限は
１．８０％とする。

Ａβは、鋼の脱酸のために０．０１％以上を添加するこ
とが必要であるが、過多量の添加は鋼の清浄性を阻害す
るので、０．０８％を上限とする。

■は、本発明において重要な元素であって、ＳＲ処理後
に微細に析出して、強度を上昇させる効果を有する。前
述した条件下に、かかる効果を有効に得るためには、少
なくとも０．０２５％を添加することが必要である。し
かし、過多に添加するときは、溶接部の靭性を劣化させ
るので、添加量は０．１％以下の範囲とする。

本発明においては、鋼には、必要に応じて上記した元素
に加えて、 Ｃｕ０．５％以下、 Ｎｉ１．０％以下、 Ｂ　　　０．００２％以下、 Ｃｒ０．５％以下、 Ｍｏ０．５％以下、及び Ｔｉ０．１％以下 よりなる群から選ばれる少なくとも１種の元素を添加す
ることができる。

Ｃｕは、鋼の耐食性及び焼入れ性の向上に有効であるが
、過多に添加するときは、溶接性を阻害するので、０．
５％以下の範囲で添加される。

Ｎｉは、溶接性を阻害することなく、鋼の靭性を改善す
るのに有効であるが、経済的な観点から、添加量は、通
常、１．０％以下とされる。

Ｂは、微量の添加によって鋼の焼入れ性を著しく向上さ
せる効果を有し、過多に添加すれば靭性を損なうことと
もなるので、０．００２％以下の範囲で添加される。

Ｃｒは、綱の焼入れ性を向上させるが、過多量の添加は
溶接性を阻害するので、０．０５％以下の範囲で添加さ
れる。

ＭＯは、強度及び靭性の向上に有効であるが、余りに多
量に添加すれば、靭性及び溶接性が却って劣化するので
、添加量の上限は０．５％とする。

Ｔｉは、析出強化に有効な元素であり、鋼板強度の一層
の上昇を図るときに添加される。しかし、過多に添加す
るときは、靭性を阻害するので、０゜１％以下の範囲で
添加する。

又貝葛殖来 以上のように、本発明の方法は、所定量のＶを添加し、
且つ、Ｃｅｑを所定値以上とした鋼におい−で、その熱
間圧延条件を規定すると共に、その後の加速冷却条件を
最適に規制して、厚さ３ＯＮ以上の加速冷却鋼板を得る
ものであり、かかる鋼板は、応力除去焼なまし処理によ
っても、高強度高靭性を有している。

大旌炎 以下に実施例を挙げて本発明を説明するが、本発明はこ
れら実施例により何ら限定されるものではない。

第１表に示す化学成分を有する鋼を第２表に示すように
所定の温度に加熱し、第２表に示す条件にて熱間圧延し
た後、第２表に示す冷却条件にて冷却し、本発明による
加速冷却鋼板及び比較例としての鋼板を製造した。

これらの鋼板についての応力除去焼なまし処理後の引張
強さ及びνＴｒｓを第２表に示す。

第１表において、比較＠ｌはＣｅｑが低く、ＳＲ後の強
度が劣る。比較例２は鋼片加熱温度が畜すぎるために、
目的とする低温靭性を得ることができない。比較鋼３は
、加速冷却における冷却停止温度が高すぎる結果、ＳＲ
後の引張強さが小さい。

比較例４は、冷却開始温度が低すぎるために、同様に、
ＳＲ後の引張強さが小さい。比較Ｍ＠５は、冷却速度が
遅いため、ＳＲ後の引張強さが小さい。

また、比較鋼６は、■を含有しない鋼についての結果で
あって、ＳＲ後の強度及び靭性のいずれについても劣る
。

これに対して、本発明の鋼板によれば、ＳＲ処理後にお
いても高強度高靭性を有することが明らかである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、Ｓ　ｉ−Ｍｎｍにおいて、鋼片加熱温度と、
■及びＮｂの添加とがＳＲ処理後の引張強さ及び靭性に
及ぼす影響を示すグラフ、第２図は、鋼片加熱温度がＳ
Ｒ処理後の靭性に及ぼす影響を示すグラフ、第３図は、
ＣｅｑとＳＲ処理後の引張強さとの関係を示すグラフで
ある。 第１図 加法ミ訪（・Ｃ） ′　　第２図 〔ｍｌり訛）−〔ｔｏｓｏ−ｉα−３ｏ）Ｊ　　（Ｏｃ
）第３図 Ｃｅｇ　（灼

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）重量％で Ｃ　０．０３〜０．２０％、 Ｓｉ　０．０５〜０．５％、 Ｍｎ　０．５０〜１．８％、 Ａｌ　０．０１〜０．０８％、及び Ｖ　０．０２５〜０．１％を含有し、且つ、Ｃ＋（Ｍｎ
   ）／（６）＋（Ｃｕ＋Ｎｉ）／（１５）＋（Ｃｒ＋Ｍｏ
   ＋Ｖ）／（５）≧０．３４％を満たす鋼片を、最終製品
   としての板厚ｔ （ｍｍ）によつて、 Ｔ＝１０５０−（ｔ−３０）／２（℃） にて規定される温度Ｔ（℃）以下の温度に加熱し、熱間
   圧延した後、（Ａｒ＿３−３０）℃以上の温度から５０
   ０〜６００℃の範囲の温度まで冷却速度１〜２０℃／秒
   にて冷却することを特徴とする応力除去焼なまし用高靭
   性加速冷却鋼板の製造方法。
2. （２）重量％で （ａ）Ｃ　０．０３〜０．２０％、 Ｓｉ　０．０５〜０．５％、 Ｍｎ　０．５０〜１．８％、及び Ｖ　０．０２５〜０．１％を含有し、更に、（ｂ）Ｃｕ
   　０．５％以下、 Ｎｉ　１．０％以下、 Ｂ　０．００２％以下、 Ｃｒ　０．５％以下、 Ｍｏ　０．５％以下、及び Ｔｉ　０．１％以下 よりなる群から選ばれる少なくとも１種の元素を含有し
   、且つ、 Ｃ＋（Ｍｎ）／（６）＋（Ｃｕ＋Ｎｉ）／（１５）＋（
   Ｃｒ＋Ｍｏ＋Ｖ）／（５）≧０．３４％を満たす鋼片を
   、最終製品としての板厚ｔ （ｍｍ）によつて、 Ｔ＝１０５０−（ｔ−３０）／２（℃） にて規定される温度Ｔ（℃）以下の温度に加熱し、熱間
   圧延した後、（Ａｒ＿３−３０）℃以上の温度から５０
   ０〜６００℃の範囲の温度まで冷却速度１〜２０℃／秒
   にて冷却することを特徴とする応力除去焼なまし用高靭
   性加速冷却鋼板の製造方法。