JPS6393845A - 溶接部のcod特性の優れた高張力鋼 - Google Patents
溶接部のcod特性の優れた高張力鋼Info
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- JPS6393845A JPS6393845A JP23798786A JP23798786A JPS6393845A JP S6393845 A JPS6393845 A JP S6393845A JP 23798786 A JP23798786 A JP 23798786A JP 23798786 A JP23798786 A JP 23798786A JP S6393845 A JPS6393845 A JP S6393845A
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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。
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Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は溶接部のCOD (Crack Openin
g Displacemen t)特性に優れた引張り
強さが80にgf/lx”以上の高張力鋼にかかわるも
のである。
g Displacemen t)特性に優れた引張り
強さが80にgf/lx”以上の高張力鋼にかかわるも
のである。
近年、海底石油資源の開発が活発に進められ、開発海域
も寒冷海域へと発展しつつある。それにつれて設置され
る海洋構造物も大型化し、使用鋼材は高強度化する傾向
にある。また低温で使用されることと併せて、通常溶接
施工により建造される構造物の安全性が益々重要視され
るようになってきた。
も寒冷海域へと発展しつつある。それにつれて設置され
る海洋構造物も大型化し、使用鋼材は高強度化する傾向
にある。また低温で使用されることと併せて、通常溶接
施工により建造される構造物の安全性が益々重要視され
るようになってきた。
従来、構造物の安全性を決定する溶接部の靭性はシャル
ピー試験によって評価してきたが、近年ではB5576
2規格にあうようにCOD試験によって評価されるよう
になってきた。
ピー試験によって評価してきたが、近年ではB5576
2規格にあうようにCOD試験によって評価されるよう
になってきた。
COD試験は直接構造物の設計に使用できる破壊靭性値
が測定できるのみならず、従来シャルピー試験では検出
できなかったミクロ的な脆化をも検出できるという利点
を持っているので、安全性評価試験として定着しつつあ
る。
が測定できるのみならず、従来シャルピー試験では検出
できなかったミクロ的な脆化をも検出できるという利点
を持っているので、安全性評価試験として定着しつつあ
る。
COD試験は材料のミクロ的な脆化を敏感に反映するの
で、高いCOD値を安定して示す鋼材の開発はかなり困
難であったが、最近ようやく引張り強さが50Kgf/
fi”程度の高張力鋼においては、優れたCOD特性を
示す鋼材の製造が可能になりつつある。又、引張り強さ
が60Kgf/m”程度までなら原理的には50Kgf
/m”級鋼と同様の手段により、COD特性の確保が可
能と考えられる。
で、高いCOD値を安定して示す鋼材の開発はかなり困
難であったが、最近ようやく引張り強さが50Kgf/
fi”程度の高張力鋼においては、優れたCOD特性を
示す鋼材の製造が可能になりつつある。又、引張り強さ
が60Kgf/m”程度までなら原理的には50Kgf
/m”級鋼と同様の手段により、COD特性の確保が可
能と考えられる。
さらに高強度の!FI賞型張力鋼については、現在CO
D特性を改善するための技術がいくらかは開発されつつ
あるが(例えば特開昭57−9854)、引張り強さが
80〜100Kgf/簡2以上となる超高張力鋼になる
と、はとんど検討されていないのが現状である。
D特性を改善するための技術がいくらかは開発されつつ
あるが(例えば特開昭57−9854)、引張り強さが
80〜100Kgf/簡2以上となる超高張力鋼になる
と、はとんど検討されていないのが現状である。
特にこの程度の高張力網では、COD特性の支配要因が
50〜60Kgf/m重8W4のそれとは全く異なるの
で、従来技術の延長上にその解決策を見出すことは不可
能である。
50〜60Kgf/m重8W4のそれとは全く異なるの
で、従来技術の延長上にその解決策を見出すことは不可
能である。
〔発明が解決しようとする問題点〕
本発明は溶接入熱が1〜6にj/m程度の範囲で溶接さ
れる多Fl盛溶接継手のCOD特性の優れた引張り強さ
が80Kgf/fl”以上の鋼材を提供することを目的
としている。
れる多Fl盛溶接継手のCOD特性の優れた引張り強さ
が80Kgf/fl”以上の鋼材を提供することを目的
としている。
材料の靭性が劣ると、COD試験において早期に脆性破
壊するため、当然安全性を保証できるような十分高い限
界COD値(以下、δCと称する。
壊するため、当然安全性を保証できるような十分高い限
界COD値(以下、δCと称する。
)を得ることができないので、溶接継手のCOD特性を
改善するためには溶接熱影響部(以下、HAZ部と称す
る。)全体が優れた靭性を示す組襟とする必要がある。
改善するためには溶接熱影響部(以下、HAZ部と称す
る。)全体が優れた靭性を示す組襟とする必要がある。
引張り強さが80Kgf/m”以上となる高強度材のH
AZ部で最も靭性が劣化するのは、溶接ポンド部近傍の
高温に加熱された粗粒部が、後続ビードの熱によりAC
3変態点直上の約900〜1OOO℃に再加熱された領
域(以下、粗粒+Ac3Si域と称する。)である。
AZ部で最も靭性が劣化するのは、溶接ポンド部近傍の
高温に加熱された粗粒部が、後続ビードの熱によりAC
3変態点直上の約900〜1OOO℃に再加熱された領
域(以下、粗粒+Ac3Si域と称する。)である。
この領域の靭性を改善し、従ってHAZ部全体が優れた
靭性を示すようにするには、その領域の組織を上部ベイ
ナイト主体組織から、下部ベイナイト及びマルテンサイ
ト主体組織にすることを目的とした成分設計を行う必要
があることが判明した。
靭性を示すようにするには、その領域の組織を上部ベイ
ナイト主体組織から、下部ベイナイト及びマルテンサイ
ト主体組織にすることを目的とした成分設計を行う必要
があることが判明した。
このような対策により靭性が向上すると、COD試験に
おいて材料は最後まで延性破壊するか、あるいは荷重−
クリップゲージ変位曲線で見て、最大荷重点を過ぎて荷
重低下が生じた後に、脆性破壊するようになる(以下、
これらのような破壊様式をm値破断と称する。)。
おいて材料は最後まで延性破壊するか、あるいは荷重−
クリップゲージ変位曲線で見て、最大荷重点を過ぎて荷
重低下が生じた後に、脆性破壊するようになる(以下、
これらのような破壊様式をm値破断と称する。)。
これらの破壊様式におけるδCの値は、最大荷重点にお
ける見かけのCOD値で定義されることが一触的である
(以下、このようなm値破断でのδCをδmと称する。
ける見かけのCOD値で定義されることが一触的である
(以下、このようなm値破断でのδCをδmと称する。
)。
引張り強さが50〜60Kgf/w” の鋼ではm値破
断すれば、その時の限界COD値、δmは十分高い値を
示すので、このクラスの鋼ではCOD保証のためには靭
性改善のみを図れば足りる。所が、本発明の対象として
いる引張り強さが80Kgf/龍:以上の高強度鋼の場
合は、COD保証のためにはやはり靭性改善が前提とな
るが、十分靭性を高くしてm値破断させたとしてもδm
の値が必ずしも十分高い(!!(例えば、通常要求され
る限界COD値レベルの0.2〜0.25n程度に比べ
て)とはならないことが判明した。
断すれば、その時の限界COD値、δmは十分高い値を
示すので、このクラスの鋼ではCOD保証のためには靭
性改善のみを図れば足りる。所が、本発明の対象として
いる引張り強さが80Kgf/龍:以上の高強度鋼の場
合は、COD保証のためにはやはり靭性改善が前提とな
るが、十分靭性を高くしてm値破断させたとしてもδm
の値が必ずしも十分高い(!!(例えば、通常要求され
る限界COD値レベルの0.2〜0.25n程度に比べ
て)とはならないことが判明した。
そこで本発明者らは靭性改善の方法とともにδm向上対
策を検討し、その知見をもとに溶接継手COD特性の優
れた引張り強さが80Kgf/m”以上の高張力鋼を発
明した。
策を検討し、その知見をもとに溶接継手COD特性の優
れた引張り強さが80Kgf/m”以上の高張力鋼を発
明した。
以下、本発明の要旨を靭性改善方法とδm向上方法に分
けて、実験結果に基づいて詳細に説明する。
けて、実験結果に基づいて詳細に説明する。
先ず、靭性改善のためには、粗粒+A C! 領域のm
m中の上部ベイナイトの割合を極力少なくする必要があ
る。これは上部ベイナイト組織が多いと、靭性に有害な
島状マルテンサイト量が増加し、その大きさも粗大化す
ることが主な要因である。
m中の上部ベイナイトの割合を極力少なくする必要があ
る。これは上部ベイナイト組織が多いと、靭性に有害な
島状マルテンサイト量が増加し、その大きさも粗大化す
ることが主な要因である。
引張り強さが80Kgf/am”以上の鋼は、母材強度
を確保するという目的からある一定量以上の合金を含有
せしめる必要があるので、基本的にはかなり焼入性の高
い成分系となる。
を確保するという目的からある一定量以上の合金を含有
せしめる必要があるので、基本的にはかなり焼入性の高
い成分系となる。
従って、粗粒+A C381域の組織中の上部ベイナイ
トの生成を抑制するためには、さらに合金含有量を高め
て焼入性を上げることにより、下部ベイナイトあるいは
マルテンサイト主体組織にする方が、焼入性を落として
フェライト+パーライト組織にするより実用的である。
トの生成を抑制するためには、さらに合金含有量を高め
て焼入性を上げることにより、下部ベイナイトあるいは
マルテンサイト主体組織にする方が、焼入性を落として
フェライト+パーライト組織にするより実用的である。
そこで本発明者らは再現熱サイクル試験により、粗粒+
A c 3 領域に相当する熱サイクル条件における上
部ベイナイト生成抑制条件を検討した。
A c 3 領域に相当する熱サイクル条件における上
部ベイナイト生成抑制条件を検討した。
第1表に示す化学成分の鋼を30に、真空溶解炉で溶製
し、熱間圧延後、焼入れ、焼戻しを施した素材に、第2
図に示す再現熱サイクル試験を行った。粗粒+A c
s 8i域をシミュレートするため、1回目の最高加熱
温度を1400℃、2回目の最高加熱温度を900℃と
した2回熱サイクル試験を行った。
し、熱間圧延後、焼入れ、焼戻しを施した素材に、第2
図に示す再現熱サイクル試験を行った。粗粒+A c
s 8i域をシミュレートするため、1回目の最高加熱
温度を1400℃、2回目の最高加熱温度を900℃と
した2回熱サイクル試験を行った。
冷却パターンは実際の多層盛サブマージド(SAW)溶
接をシミュートし、溶接入熱の大きい方を想定して、8
00℃から500℃までの冷却時間を40秒とした。
接をシミュートし、溶接入熱の大きい方を想定して、8
00℃から500℃までの冷却時間を40秒とした。
このように多層盛溶接としては、入熱量の大きい側の冷
却時間を選んだのは、冷却時間の大きい方が上部ベイナ
イト生成を抑制することがより困難であり、この条件で
上部へイナイト抑制が可能ならば、この条件より小入熱
側では問題がないと考えたからである。
却時間を選んだのは、冷却時間の大きい方が上部ベイナ
イト生成を抑制することがより困難であり、この条件で
上部へイナイト抑制が可能ならば、この条件より小入熱
側では問題がないと考えたからである。
このような熱サンクル試験を行った素材より、txu片
(JIさ一10鶴、幅−201、スパン−80龍、疲労
ノツチ部を含めた全ノツチ長さ一約ioam)を作製し
、COD試験を一30℃で行った。
(JIさ一10鶴、幅−201、スパン−80龍、疲労
ノツチ部を含めた全ノツチ長さ一約ioam)を作製し
、COD試験を一30℃で行った。
COD試験温度を一30℃としたのは、現在一般的には
COD試験は一10℃程度を要求されることが多いが、
本検討では小型試験であることを考慮して、実際の板厚
として50%m程度の板厚の一10℃における試験に相
当させるべく、板厚の小さい分を温度で補正することを
意図したためである。
COD試験は一10℃程度を要求されることが多いが、
本検討では小型試験であることを考慮して、実際の板厚
として50%m程度の板厚の一10℃における試験に相
当させるべく、板厚の小さい分を温度で補正することを
意図したためである。
試験結果を光学顕微鏡組織と対応させてみた結果、第3
図に示すように、鋼の化学成分と再現熱サイクル材の光
学顕微鏡組織中の゛上部ベイナイト量との間には一定の
関係があり、以下の式で示されるパラメターXを用いれ
ば、粗粒+A c 365域の上部ベイナイト量を、は
ぼ一義的に決定し得ることが判明した。
図に示すように、鋼の化学成分と再現熱サイクル材の光
学顕微鏡組織中の゛上部ベイナイト量との間には一定の
関係があり、以下の式で示されるパラメターXを用いれ
ば、粗粒+A c 365域の上部ベイナイト量を、は
ぼ一義的に決定し得ることが判明した。
x=0.32xbx (C(%)) ”” X (1+
0.64XSi(%))X (1+4.10XMn(%
)〕×(1+0.27X Cu (%)) X (1+
0.52x N i(%)) x (1+2.33x
Cr (%)) X (1+3.14 X M o (
%)〕 但し、bの値はN含有量が30PPm未満の場合1.3
とし、30PPm以上の場合は1とする。
0.64XSi(%))X (1+4.10XMn(%
)〕×(1+0.27X Cu (%)) X (1+
0.52x N i(%)) x (1+2.33x
Cr (%)) X (1+3.14 X M o (
%)〕 但し、bの値はN含有量が30PPm未満の場合1.3
とし、30PPm以上の場合は1とする。
また、第4図には上部ベイナイト量と一30℃における
δCとの関係を示すが、m値破断すれば靭性は改善され
たと見なすと、この図より上部ベイナイト量はおよそ1
0%以下にする必要があることが分かる。
δCとの関係を示すが、m値破断すれば靭性は改善され
たと見なすと、この図より上部ベイナイト量はおよそ1
0%以下にする必要があることが分かる。
従って、優れた靭性を得るためには、第3図からパラメ
ターXがX≧12を満足する必要があることが分かる。
ターXがX≧12を満足する必要があることが分かる。
但し、パラメターXに関連する各元素の含有範囲は、そ
れぞれ以下に列挙するような理由により限定される。
れぞれ以下に列挙するような理由により限定される。
Cは母材強度確保のためには0.02%以上必要である
が、後述するようにδm向上のためには、0.08%以
下にする必要があるので、0.2〜0.08%の範囲と
した。
が、後述するようにδm向上のためには、0.08%以
下にする必要があるので、0.2〜0.08%の範囲と
した。
Siは島状マルテンサイトを作り易くする元素で、0.
50%超では母材靭性に問題があり、一方、0.05%
未満では脱酸が不十分となり、鋼材の内部欠陥を増加せ
しめるため、0.05〜0.50%の範囲とした。
50%超では母材靭性に問題があり、一方、0.05%
未満では脱酸が不十分となり、鋼材の内部欠陥を増加せ
しめるため、0.05〜0.50%の範囲とした。
Mnは0.SO%未満では母材の強度、靭性確保に問題
があり、3.0%超では焼きもどし脆化が顕著となるた
め、0.50〜3.0%の範囲とした。
があり、3.0%超では焼きもどし脆化が顕著となるた
め、0.50〜3.0%の範囲とした。
(uは析出強化により母材強度を確保するため、0.6
0%以上必要であるが、2.0%超では焼きもどし脆化
やSR脆化感受性が急激に大となるため、0.60〜2
.0%の範囲とした。
0%以上必要であるが、2.0%超では焼きもどし脆化
やSR脆化感受性が急激に大となるため、0.60〜2
.0%の範囲とした。
NiはパラメターXの効果を介した靭性改善効果の他に
、マトリックス自体の靭性を改善する効果があるが、そ
のためには0.50%以上含有せしめる必要がある。し
かし、Ntは高価であるのと、10.0%超では微量元
素による靭性劣化の感受性を高めるので、0.SO〜1
0.0%の範囲とした。
、マトリックス自体の靭性を改善する効果があるが、そ
のためには0.50%以上含有せしめる必要がある。し
かし、Ntは高価であるのと、10.0%超では微量元
素による靭性劣化の感受性を高めるので、0.SO〜1
0.0%の範囲とした。
BはパラメターXの式中のbの値として組織改善に寄与
するが、この効果を得るためには0.0003%以上含
有せしめる必要がある。また、0.0030%超では独
自に靭性に悪影響を及ぼすようになるので、0.000
3%〜0.0030%の範囲とした。
するが、この効果を得るためには0.0003%以上含
有せしめる必要がある。また、0.0030%超では独
自に靭性に悪影響を及ぼすようになるので、0.000
3%〜0.0030%の範囲とした。
C「とMoはどちらも焼入性、強度上昇に対する効果が
ほぼ同様であるので、どちらか1種又は両者とも含有可
能である。いずれも0.01%未満では含有せしめても
組織改善効果が明確でなく、又、1.50%超になると
、析出脆化が顕著となるので、0.01〜0.50%の
範囲とした。
ほぼ同様であるので、どちらか1種又は両者とも含有可
能である。いずれも0.01%未満では含有せしめても
組織改善効果が明確でなく、又、1.50%超になると
、析出脆化が顕著となるので、0.01〜0.50%の
範囲とした。
次に、δmの向上方法について述べる0種々の強度レベ
ルの鋼で、m値破断したものを比較検討したところ、は
ぼ、HAZ部の硬さが高いものほどδmが低下すること
が分った。
ルの鋼で、m値破断したものを比較検討したところ、は
ぼ、HAZ部の硬さが高いものほどδmが低下すること
が分った。
これは硬さが高いものほど延性亀裂の発生、伝播が容易
になることが第1の原因であるが、硬いことに加えてM
nSなどの伸長した介在物が多く存在するような場合に
はさらにδmは低下し得る。
になることが第1の原因であるが、硬いことに加えてM
nSなどの伸長した介在物が多く存在するような場合に
はさらにδmは低下し得る。
HAZ部の硬さを低下させるだけなら、例えば炭素等量
を下げることにより可能であるが、それではパラメター
Xの値が同時に低下し、本発明で対象としている高強度
鋼では逆に靭性劣化を招くことになる。
を下げることにより可能であるが、それではパラメター
Xの値が同時に低下し、本発明で対象としている高強度
鋼では逆に靭性劣化を招くことになる。
従って、単に硬さを下げるのではなく、パラメターX≧
12という条件を保持しつつ、HAZ硬さを下げるよな
対策をとることが靭性を向上させ、即ちm値破断させて
、かつその時のCOD値の絶対価(δm)も十分高い値
を確保するために必要である。
12という条件を保持しつつ、HAZ硬さを下げるよな
対策をとることが靭性を向上させ、即ちm値破断させて
、かつその時のCOD値の絶対価(δm)も十分高い値
を確保するために必要である。
パラメターX≧12の条件は上部ベイナイトがほとんど
生成しない領域、即ち下部ベイナイト−マルテンサイト
主体&l¥!aの領域である。このような組織形態を保
持しつつ、硬さを下げるにはC量の低下が最も有効と考
えられる。
生成しない領域、即ち下部ベイナイト−マルテンサイト
主体&l¥!aの領域である。このような組織形態を保
持しつつ、硬さを下げるにはC量の低下が最も有効と考
えられる。
即ち、C量を下げた場合はパラメターXを12以上で一
定になるように、他の元素含有量を適宜調整すれば組織
は一定となるから、C量が減少した分、カーバイド量や
固i8C量が減少して、強度低下が期待できる。
定になるように、他の元素含有量を適宜調整すれば組織
は一定となるから、C量が減少した分、カーバイド量や
固i8C量が減少して、強度低下が期待できる。
逆に他の元素量を下げてかわりにC量を上げた場合は、
組織一定の条件下ではかえって硬さの上昇を招き、好ま
しくない、また、C量一定で他の元素の含有量のみ調整
しても、本質的な強度低下は期待できない、そこで、ど
の程度のC含有量がδmfI!!保の上で適切であるか
を以下のような実験により検討した。
組織一定の条件下ではかえって硬さの上昇を招き、好ま
しくない、また、C量一定で他の元素の含有量のみ調整
しても、本質的な強度低下は期待できない、そこで、ど
の程度のC含有量がδmfI!!保の上で適切であるか
を以下のような実験により検討した。
実験は再現熱サイクル試験により行った。サイクル数、
最高加熱温度は第2図と同様で、1400℃と900℃
の2回熱サイクルである。但し、800から500℃ま
での冷却時間はδmが硬いものほど低下する傾向にある
ことを考慮して、小人熱側をシミユレートした条件とし
て20秒を選んだ。
最高加熱温度は第2図と同様で、1400℃と900℃
の2回熱サイクルである。但し、800から500℃ま
での冷却時間はδmが硬いものほど低下する傾向にある
ことを考慮して、小人熱側をシミユレートした条件とし
て20秒を選んだ。
供試鋼の具体的な化学成分は省略するが、第1表の鋼種
KをベースとしてC量を0.015〜0.16%の範囲
で変化させ、C量が変化した分、主としてNis Cu
s Cr、Mo1lを調節してパラメターXの値が13
〜15の範囲に収まるようにした。COD試験は前述の
方法と全く同しである。
KをベースとしてC量を0.015〜0.16%の範囲
で変化させ、C量が変化した分、主としてNis Cu
s Cr、Mo1lを調節してパラメターXの値が13
〜15の範囲に収まるようにした。COD試験は前述の
方法と全く同しである。
結果は第1図に示す通りである。いずれの鋼種もX≧1
2の条件を満足しているので、全てm値破断している。
2の条件を満足しているので、全てm値破断している。
明らかにC量が増加するにつれてδmは急激に低下する
。必要なδmの絶対値については厳密には破壊力学的検
討が必要であるが、現在一般的にCODの要求値として
設計側から求められるδc=0.2〜0.25鶴程度を
満足するためには、C量は0.08%以下にする必要が
あることが第1図より分かる。
。必要なδmの絶対値については厳密には破壊力学的検
討が必要であるが、現在一般的にCODの要求値として
設計側から求められるδc=0.2〜0.25鶴程度を
満足するためには、C量は0.08%以下にする必要が
あることが第1図より分かる。
この検討結果は板厚が10mで、リガメントサイズ(試
験片幅−初期ノソチ長さ)も約10鶴の小型試験による
ものであるが、実際の高張力鋼製品は板厚がほとんどこ
れより大きく、COD試験片のリガメントサイズも本実
験におけるより大きくなり、その分、得られるδmはサ
イズ効果で大きくなると考えられる。
験片幅−初期ノソチ長さ)も約10鶴の小型試験による
ものであるが、実際の高張力鋼製品は板厚がほとんどこ
れより大きく、COD試験片のリガメントサイズも本実
験におけるより大きくなり、その分、得られるδmはサ
イズ効果で大きくなると考えられる。
従って、今回の検討結果は試験片サイズの観点からは安
全側の評価となっているので、C量を本発明の範囲内と
すれば実際の溶接継手の実厚のCOD試験では、δmは
0.25mより十分高い値が得られるはずである。
全側の評価となっているので、C量を本発明の範囲内と
すれば実際の溶接継手の実厚のCOD試験では、δmは
0.25mより十分高い値が得られるはずである。
以上の検討より、C量の上限はδm ’frli保の点
から限定されるものである。一方、下限を0.02%と
したのはHAZ靭性あるいはδmからの要求ではなし母
材強度確保の目的のためである。
から限定されるものである。一方、下限を0.02%と
したのはHAZ靭性あるいはδmからの要求ではなし母
材強度確保の目的のためである。
δmの向上にはclの限定が最も重要な意味を持つが、
これに加えてS量の限定や、C3% REMの添加も考
慮する必要がある。即ち、δmの変化は延性亀裂の発生
、伝播特性と直接結び付いているので、それに大きな影
響を及ぼす介在物、特に伸長したMnSの減少、及び形
態制御を行うことがδm向上に有効となる。
これに加えてS量の限定や、C3% REMの添加も考
慮する必要がある。即ち、δmの変化は延性亀裂の発生
、伝播特性と直接結び付いているので、それに大きな影
響を及ぼす介在物、特に伸長したMnSの減少、及び形
態制御を行うことがδm向上に有効となる。
SIはM n S量を減らしてδm低下を防止するため
にはo、oos%以下にする必要がある。CaとREM
はMnSの形態制御に対してほぼ同等の効果を有するの
で、どちらか1種又は2種とも含有せしめることが可能
であるが、Ca+REVが0.003%未満では形態制
御が不十分であり、一方、Ca+REMIJ<0.02
%超では粗大介在物を形成しやす(、それ自体が脆性破
壊の起点になり、靭性を劣化させるので、Ca +RE
M−0,003〜0.02%の範囲とした。
にはo、oos%以下にする必要がある。CaとREM
はMnSの形態制御に対してほぼ同等の効果を有するの
で、どちらか1種又は2種とも含有せしめることが可能
であるが、Ca+REVが0.003%未満では形態制
御が不十分であり、一方、Ca+REMIJ<0.02
%超では粗大介在物を形成しやす(、それ自体が脆性破
壊の起点になり、靭性を劣化させるので、Ca +RE
M−0,003〜0.02%の範囲とした。
溶接ボンド部は非常な高温にさらされるため、熱間圧延
で伸長したMnSも再固溶して冷却時に微細に再析出す
るので、δmに対する伸長介在物の影響は相対的に小さ
く、この領域のみに関しては必ずしも(a、REVによ
る介在物の形態制御は大きな効果を示さないかもしれな
いが、母材や母材に近いHAZ部ではMnSは圧延時の
形態を保持するので、この領域では Ca、REVによ
る介在物の形態制御はδm向上に有効である。
で伸長したMnSも再固溶して冷却時に微細に再析出す
るので、δmに対する伸長介在物の影響は相対的に小さ
く、この領域のみに関しては必ずしも(a、REVによ
る介在物の形態制御は大きな効果を示さないかもしれな
いが、母材や母材に近いHAZ部ではMnSは圧延時の
形態を保持するので、この領域では Ca、REVによ
る介在物の形態制御はδm向上に有効である。
実継手では再現熱サイクル試験と異なり、溶接ボンド部
のノツチといえども、ノンチ底には種々の組織が混在す
る可能性が高いので、Ca、REMによる介在物の形態
制御を施す意味は大きい。
のノツチといえども、ノンチ底には種々の組織が混在す
る可能性が高いので、Ca、REMによる介在物の形態
制御を施す意味は大きい。
最後に、今までに述べたちの以外の成分の限定理由を述
べる。
べる。
先ず、Pは高強度鋼においては、溶接部粗粒域の粒界破
壊を生じやすくするため、0.010%以下とした。
壊を生じやすくするため、0.010%以下とした。
Afは鋼材の内部欠陥を防止するための十分な脱酸を行
うため0.010%以上、含有せしめる必要があり、0
.10%を越えると靭性に有害となるので上限を0.1
0%とした。
うため0.010%以上、含有せしめる必要があり、0
.10%を越えると靭性に有害となるので上限を0.1
0%とした。
Nは島状マルテンサイトの生成を助長し、また分解を阻
害する元素であり、Nがo、ooso%超では靭性を著
しく低下せしめるため、上限をo、。
害する元素であり、Nがo、ooso%超では靭性を著
しく低下せしめるため、上限をo、。
050%とした。
また本発明はδm向上のためにCIを低く抑えることが
その特徴の一つであるが、その分、母材強度が確保でき
なくなる懸念があるので、母材強度上昇をNb、V添加
により図っている。
その特徴の一つであるが、その分、母材強度が確保でき
なくなる懸念があるので、母材強度上昇をNb、V添加
により図っている。
両者とも析出強化により母材強度を上昇せしめ、はぼ同
等の効果を有するので、どちらか1種又は2種とも含有
することが可能であるが、Nb+Vが0.010%未満
では強度上昇の効果が明確でな(、逆に0.10%超で
は析出脆化が顕著となるのでNb+V−0,010〜(
1,10%の範囲とした。
等の効果を有するので、どちらか1種又は2種とも含有
することが可能であるが、Nb+Vが0.010%未満
では強度上昇の効果が明確でな(、逆に0.10%超で
は析出脆化が顕著となるのでNb+V−0,010〜(
1,10%の範囲とした。
以上が本発明の基本成分系であるが、本発明においては
この外にTiをo、oos〜0.015%の範囲で含有
させることができる。即ち、Tiはオーステナイトの細
粒化やNの固定を通して母材の強度、靭性を同上するこ
とが可能であるので、母材に対する要求特性に応じてT
iを含有せしめる。
この外にTiをo、oos〜0.015%の範囲で含有
させることができる。即ち、Tiはオーステナイトの細
粒化やNの固定を通して母材の強度、靭性を同上するこ
とが可能であるので、母材に対する要求特性に応じてT
iを含有せしめる。
但し、o、oos%未満では効果が無く、0.015%
超では粗大な析出物を作り易く、靭性を逆に劣化させる
ので、o、oos〜0.015%の範囲とした。
超では粗大な析出物を作り易く、靭性を逆に劣化させる
ので、o、oos〜0.015%の範囲とした。
第2表に患1〜1h15の本発明鋼と患16〜隘25の
比較鋼を対比した結果を示す、いずれも熱間圧延により
板厚50mmとし、焼き入れ、焼きもどし処理を施して
素材とした。
比較鋼を対比した結果を示す、いずれも熱間圧延により
板厚50mmとし、焼き入れ、焼きもどし処理を施して
素材とした。
そして第3表に示す溶接条件及び第5図に示す開先で溶
接継手を作成し、B55762規格に従って一10℃で
COD試験を行った。Sは母材である。
接継手を作成し、B55762規格に従って一10℃で
COD試験を行った。Sは母材である。
なお、試験片採取方向はノツチが圧延方向と平行になる
方向(C方向)とし、またCOD試験片断面寸法は50
xlOOwである。ノツチ位置は溶接ボンド部とHAZ
境界の2種類とした。
方向(C方向)とし、またCOD試験片断面寸法は50
xlOOwである。ノツチ位置は溶接ボンド部とHAZ
境界の2種類とした。
第2表から判るように、本発明qにおいては各成分を限
定すると同時にパラメターXがX≧12となるようにす
ることによって、溶接ボンド部、HAZ境界とも非常に
優れたCOD特性を示し、はとんどがm値破断じている
。
定すると同時にパラメターXがX≧12となるようにす
ることによって、溶接ボンド部、HAZ境界とも非常に
優れたCOD特性を示し、はとんどがm値破断じている
。
パラメターが12に近い鋼種では一部m値破断していな
いものもあるが、その場合でもδCとしては高い値を保
つ、そしてm値破断時のCOO値(δm)はclを限定
しているので、十分高い値となっている。
いものもあるが、その場合でもδCとしては高い値を保
つ、そしてm値破断時のCOO値(δm)はclを限定
しているので、十分高い値となっている。
一方、比較w4Th16〜魚18は各成分の限定範囲は
満足しているが、パラメターXが12未満のため靭性が
劣り、特に溶接ボンド部で早期に脆性破壊して、非常に
低いCOO値しか得られない。
満足しているが、パラメターXが12未満のため靭性が
劣り、特に溶接ボンド部で早期に脆性破壊して、非常に
低いCOO値しか得られない。
また、比較E!1!l19〜m21はパラメターXの条
件は満足しているが、それぞれ、靭性に影響する元素の
一部が請求範囲を外れているのでやはり靭性が劣化し、
高いCOO値が得られない。
件は満足しているが、それぞれ、靭性に影響する元素の
一部が請求範囲を外れているのでやはり靭性が劣化し、
高いCOO値が得られない。
一方、比較tf4淘22〜寛25はパラメターXの値は
十分X≧12の条件を満足しているのものの、δmに密
接な影響を及ぼすCあるいはS、Ca。
十分X≧12の条件を満足しているのものの、δmに密
接な影響を及ぼすCあるいはS、Ca。
REMが本発明の範囲外のため、m値破断しているが、
δmが本発明鋼におけるよりかなり低い値となっている
。
δmが本発明鋼におけるよりかなり低い値となっている
。
従って、以上の実施例から本発明範囲を満足しない場合
は脆性、延性両面とも優れたCOD特性を持った鋼を得
ることができないことは明白である。
は脆性、延性両面とも優れたCOD特性を持った鋼を得
ることができないことは明白である。
(以下余白、次頁へつづく)
第3表
〔発明の効果〕
以上の実施例からも明らかなように、本発明によれば溶
接部のCOD特性に優れた引張り強さが80 Kgf/
鶴”以上の高張力鋼を提供することが可能であり、産
業上の効果は極めて顕著である。
接部のCOD特性に優れた引張り強さが80 Kgf/
鶴”以上の高張力鋼を提供することが可能であり、産
業上の効果は極めて顕著である。
第1図は6mとCfiとの関係を示す図表、第2図は再
現熱サイクル試験条件を示す図表、第3図は組織中の上
部ベイナイトの割合とパラメターXとの関係を示す図表
、第4図はδCと組織中の上部ベイナイトの割合との関
係を示す図表、第5図は実施例に用いられた開先の寸法
形状を示す標式図である。 代理人 弁理士 茶 野 木 立 夫 ノでラメター χ 租剖へ中の王制ベイナイトの劣り合 (%)手続補正書
(自発) 昭和61年11月10日
現熱サイクル試験条件を示す図表、第3図は組織中の上
部ベイナイトの割合とパラメターXとの関係を示す図表
、第4図はδCと組織中の上部ベイナイトの割合との関
係を示す図表、第5図は実施例に用いられた開先の寸法
形状を示す標式図である。 代理人 弁理士 茶 野 木 立 夫 ノでラメター χ 租剖へ中の王制ベイナイトの劣り合 (%)手続補正書
(自発) 昭和61年11月10日
Claims (2)
- (1)重量%で、 C 0.02%〜0.08% Si0.05%〜0.50% Mn0.50%〜3.0% P 0.010%以下 S 0.005%以下 Al0.010%〜0.10% Ni0.50%〜10.0% Cu0.60%〜2.0% B 0.0003%〜0.0030% N 0.0050%以下 で、かつCr、Moを Cr0.01%〜1.50% Mo0.01%〜1.50% の範囲で1種又は2種、 Nb+V=0.010〜0.10% の範囲でNb、Vの1種又は2種、 Ca+REM=0.003〜0.02% の範囲でCa、REMの1種又は2種を含み、残部鉄及
び不可避不純物よりなり、かつ以下の式で示されるパラ
メターxの値がx≧12であることを特徴とする溶接部
のCOD特性の優れた高張力鋼。 x=0.32×b×〔C(%)〕^1^/^2×〔1+
0.64×Si(%)〕×〔1+4.10×Mn(%)
〕×〔1+0.27×Cu(%)〕×〔1+0.52×
Ni(%)〕×〔1+2.33×Cr(%)〕×〔1+
3.14×Mo(%)〕 但し、bの値はN含有量が30PPm未満の場合1.3
とし、30PPm以上の場合は1とする。 - (2)重量%で、 C 0.02%〜0.08% Si0.05%〜0.50% Mn0.50%〜3.0% P 0.010%以下 S 0.005%以下 Al0.010%〜0.10% Ni0.50%〜10.0% Cu0.60%〜2.0% B 0.0003%〜0.0030% N 0.0050%以下 Ti0.005〜0.015% で、かつCr、Moを Cr0.01%〜1.50% Mo0.01%〜1.50% の範囲で1種又は2種、 Nb+V=0.010〜0.10% の範囲でNb、Vの1種又は2種、 Ca+REM=0.003〜0.02% の範囲でCa、REMの1種又は2種を含み、残部鉄及
び不可避不純物よりなり、かつ以下の式で示されるパラ
メターxの値がx≧12であることを特徴とする溶接部
のCOD特性の優れた高張力鋼。 x=0.32×b×〔C(%)0〕^1^/^2×〔1
+0.64×Si(%)〕×〔1+4.10×Mn(%
)〕×〔1+0.27×Cu(%)〕×〔1+0.52
×Ni(%)〕×〔1+2.33×Cr(%)〕×〔1
+3.14×Mo(%)〕 但し、bの値はN含有量が30PPm未満の場合1.3
とし、30PPm以上の場合は1とする。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP23798786A JPS6393845A (ja) | 1986-10-08 | 1986-10-08 | 溶接部のcod特性の優れた高張力鋼 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP23798786A JPS6393845A (ja) | 1986-10-08 | 1986-10-08 | 溶接部のcod特性の優れた高張力鋼 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS6393845A true JPS6393845A (ja) | 1988-04-25 |
JPH0470386B2 JPH0470386B2 (ja) | 1992-11-10 |
Family
ID=17023435
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP23798786A Granted JPS6393845A (ja) | 1986-10-08 | 1986-10-08 | 溶接部のcod特性の優れた高張力鋼 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS6393845A (ja) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH02163342A (ja) * | 1988-12-16 | 1990-06-22 | Nippon Steel Corp | 大人熱溶接用高張力鋼 |
WO1998013529A1 (fr) * | 1996-09-27 | 1998-04-02 | Kawasaki Steel Corporation | Acier non traite a chaud, de haute resistance et haute tenacite, presentant une excellente usinabilite |
WO2007080645A1 (ja) * | 2006-01-13 | 2007-07-19 | Sumitomo Metal Industries, Ltd. | 溶接熱影響部のctod特性に優れた極低温用鋼 |
WO2007080646A1 (ja) * | 2006-01-13 | 2007-07-19 | Sumitomo Metal Industries, Ltd. | 極低温用鋼 |
WO2014201877A1 (zh) | 2013-06-19 | 2014-12-24 | 宝山钢铁股份有限公司 | 抗锌致裂纹钢板及其制造方法 |
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JPS61113714A (ja) * | 1984-11-09 | 1986-05-31 | Kawasaki Steel Corp | 大入熱溶接用鋼の製造方法 |
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-
1986
- 1986-10-08 JP JP23798786A patent/JPS6393845A/ja active Granted
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WO2007080645A1 (ja) * | 2006-01-13 | 2007-07-19 | Sumitomo Metal Industries, Ltd. | 溶接熱影響部のctod特性に優れた極低温用鋼 |
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JP4957556B2 (ja) * | 2006-01-13 | 2012-06-20 | 住友金属工業株式会社 | 極低温用鋼 |
WO2014201877A1 (zh) | 2013-06-19 | 2014-12-24 | 宝山钢铁股份有限公司 | 抗锌致裂纹钢板及其制造方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0470386B2 (ja) | 1992-11-10 |
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