TW445298B - High-strength high-toughness steel products and production method thereof - Google Patents

Description

^•- 445 2 9 8 * A7 __B7___ 五、發明說明（1 ) " 〔發明所屬之技術領域〕 本發明，係關於材質參差少並且熔接部低溫靭性優異 的高強度高靭性鋼材及其製造方法。特別關於被使用在建 築，海洋構造物，鋼管，造船，儲藏，土木及建築機械等 領域之，厚鋼材，鋼帶，型鋼或鋼條等鋼材和其製造方法 〔習知技藝〕 以厚鋼板爲代表的厚度大之鋼材，係如上述地被使用 在各種不同之領域。過去在去在其高強度化和高靭性化， 已被設法進行各種特性改良。近年來，此等特性被要求在 鋼材之厚度方向均勻並且在鋼材間的參差小。 1 在「鐵和鋼第74卷（1 9 8 8)第6號」之第1 1 - 2 1頁，被報告隨著建築物的高層化，逐漸被採取對巨 大地震由建築物之變形吸收振動能量而防止倒塌之設計。 具體上，係在發生地震時由建築物骨架材的塑性變形防止 建築物之倒塌者。 亦即，在發生地震時，建築物的骨架顯示設計者意圖 之舉動將成爲前提，故設計者必須完全把握建築物和柱和 樑等鋼材之耐力率11 因此，使用在柱和樑等的鋼板和Η形鋼等鋼材’係成 爲均勻材質爲不可缺，鋼材之強度參差將成爲很大的問題 (障害）。 此時，供做建築和造船等的鋼材’由於將被要求高張 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -4- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 农 I ϋ —J n n I n I I n tf I I ί _ 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 ^ 445 2 9 8 A7 B7 五、發明說明（2 ) 力且高靱性，故此種鋼材，.通常將按照控制軋鋼控制冷卻 法_之所謂 T M C P 法（Thermo Mechanical Controlled Rolling Process )被製造 e 可是，根據該TMC P法製造厚的鋼材時，有時會由 滾軋後之冷卻處理的冷卻速度在鋼材之厚度方向不同，而 使鋼組織變化，有時在所得鋼材的厚度方向，會在材質發 生參差。或者，由於上述冷卻速度在各鋼材之間不同•而 引起在所得的各鋼材間，發生材質之參差問題》 做爲材質參差的例子，有特別在厚鋼板出現在厚度方 向者，由於在Η形鋼的腹板及凸緣間之冷卻速度的差異， 出現在腹板及凸緣間者，或者出現在各批間者等。 因此，做爲減少材質的參差之技術，例如有如+下的公 報。在特開昭6 3 — 1 7 9 0 2 0號公報，提案由控制鋼 成份，壓下量，冷卻速度及冷卻終了溫度，減少在板厚方 向斷面的硬度差之方法> 可是，在厚鋼板，特別係如超過5 Omm的極厚鋼板 之製造，因爲必然將發生在板厚方向的冷卻速度分佈，故 難以由上述方法充份地抑制在板厚方向斷面之硬度差。 在特開昭6 1 _6 7 7 1 7號公報，雖然由做爲極低 C鋼，而大幅度地減低板厚方向之強.度差，可是如在同公 報的第3圖所示，尙未能消除特別係在極厚鋼板不可避免 地發生之附隨冷卻速度的變化之強度的參差》 特開昭5 8 _ 7 7 5 2 8號公報記載，在含有N b及 B的鋼能夠獲得安定之硬度分佈，爲了將組織做爲變靱鐵 ------------「.衣· f — II (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) n 一：°J n K I » 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 χ 297公釐） -5- 445298 經濟部智慧財產局員工消費合作社印5^ A7 B7 五、發明說明（3 ) (bainite )，需要把冷卻速度控制爲15〜4 0°C/s之 範圍β 可是，由於難以將冷卻速度在板厚中心部也嚴密地控 制，在板厚方向無法獲得均与的組織，具有強度會參差.， 或者生成島狀麻田散鐵，具有延性或靱性會劣化之問題。. '做爲提高熔接性的技術，在特開昭5 4 -1 3 2 4 2 1號公報，揭示有設法極低碳化，並且爲了得 到管線用之高靱性，在8 0 0 °C以下的加工溫度進行滾軋 ，製造高張力變靭鐵之方法。 可是，此方法因在低溫域完成滾軋，具有生產性低的 問題，並且在厚板等需要切斷成一定長度時，也有附隨切 斷的畸變之問題。 ~ 貧烬明人等，在特開平8 — 1 4 4 .0 1 9號公報，提案 由極低C化而材質的參差少之，在〇°C的熔接熱影響部（ HA Z )之耐衝擊特性優異的鋼材。 可是，該鋼材，在一 2 0°C也不能說熔接熱影響部（ HA Z )的耐衝擊特性一定良好，而被期待更加改良。 〔發明所要解決之課題〕 本發明，係有利地因應上述期望者，其目的係在提供 材質的參差少，在極低溫之HA Z的耐衝擊特性優異之高 強度高靭性鋼材，及其製造方法。 亦即，本發明係含有 1. C:〇.〇〇lwt%以上， 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（2】〇 X 297公釐） -6 - (諳先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) >农--------訂，--------. 迮45 29 8 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明說明（4 ) — • -.· 未滿 0 _ 030wt%，

Si:0.60wt%以下， Μη : 〇 . 8 〜3 . Owt%，

Nb : 0 . 〇〇5 〜0 · 2〇wt%， B ’· 0 · 0003 〜0 · OOSO'wt% 及 AI : 0 . 〇〇5wt%以下 其餘部份係由F e及不可避免的雜質而成之組成，以體積 率9 0 %以上爲變靭鐵組織的熔接部靭性優異之高強度高 勒性鋼材。 並且，本發明將提供其特徵爲，將含有 C : 0 · OOlwt%以上，未滿 0 . 030wt% 1

Si:〇.60wt%以下， Μη : 〇 · 8 〜3 . 〇wt%，

Nb : 〇 · 〇〇5 〜0 . 2〇wt%， B _ 〇 . 0003 〜0 .0050wt% 及 Al:〇.〇〇5wt%以下 的組成而成之鋼片加熱後，熱滾軋而製造高強度高靭 性鋼材時， 加熱至AC3〜1 3 50 t的溫度後’在800°C以上 之溫度結束熱滾軋，其後予以空氣冷卻或加速冷卻的高強 度高靱性鋼材之製造方法。 〔發明之實施形態〕 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

^ — — — — —— I— I ( I I I I f I 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 445298 . A7 •__B7 五、發明說明（5 ) 〔爲了解決課題之方法〕 根據發明人等的硏究已判明厚鋼材，其典型的厚鋼板 的材質之參差原因，係在冷卻過程的，從鋼板表面至中心 部爲止之厚度方向的冷卻速度之大幅度變化，或者從由各 製造條件間的冷卻速度之變化，引起在鋼組織產生變動（ 差異）所致。 爲了避免如此的組織變動，重要者係以廣範之冷卻速 度範圍獲得均勻的組織。 因此，發明人等，關於製造條件變化也能獲得均勻的 組織之技術，回到原點重複加以檢討。結果，由重新設計 合金成份，能夠各冷卻速度的變化無關地，使厚度方向之 組織成爲一定，而格外地減低材質之參差。 亦即，發現在極低C的情況，由添加適正量之Nb及 B，能使組織不受冷卻速度的影響，安定地變化成變靱鐵 組織，而且該鋼，因係變靭鐵主體組織，故能獲得充份之 強度。 更且，使C量極端地減少，並旦減少P cm (熔接破 裂感受性組成，而且調察對熔接部靱性的成份之影響，結 果也同時發現使之減低A 1 ，對改良在低溫的熔接部靭性 有效* 本發明，係根據上述知識者。 以下，說明在本發明把鋼材的成份組成’限定在上述 範圍之理由》 ---—.3R'--------訂----1--—Λ <請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -8 - % 445298 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明（6) C:0.00lwt%以上，未滿0.03wt% C係爲了使之不受冷卻速度影響，而成爲變靭鐵單相 ，需要0.OOlwt%以上》—方面，在 〇 . 0 3 〇w t %以上，將在變靭鐵組織內部或板條境界 析出碳化物，隨著冷卻速库的變化，碳化物之析出形態將 變化，將難以在廣泛的冷卻速度範圍，獲得一定之強度。

Si:0.60wt%以下 S i因超過0 . 60wt%時，熔接部靭性將劣化， 故限定在0.60wt%以下之範圍。 Μη : 0 . 8 〜3 · 〇wt% Μ η係爲了做爲變靭鐵單相，特別係使變靭鐵組織的 體積率做爲90%以上，至少需要添加0.8wt%，可 是添加超過3.Owt%時，由熔接之硬化將明顯地提高 ，而招致在熔接熱影響部（HAZ )的靭性劣化，故做爲 0.8〜3.之範圍。

Nb : 0 . 005 〜0 . 2〇wt%

Nb特別具有降低A r 3將變靭鐵生成範圍擴大至低冷 卻速度側的效果，爲了安定地獲得變靭鐵組織而需要。並 且，對析出強化有貢獻，對提高靭性也有效。爲了獲得此 等效果，雖然需要0 . 005wt%，可是超過0 . 20 w t %時提高靭性之效果將到達飽和，反而成爲不經濟， 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS>A4規格（210 X 297公釐〉 -9 - .^1 n tl· ^ ϋ *1 n I I 訂--------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 298

五、發明說明（7 ) 故以0 . 2 0 w t %做爲上限。 B:0.0003 〜0.0050wt% B係爲了做爲變靱鐵單相而需要〇 . 〇 〇 〇 3 w t % 以上，可是超過0 . 0 0 5 0 W t %時，將析出B N (硼 氮化物）而使熔接性劣化，故限定在0 . 〇 〇 〇 3〜 〇.〇05〇wt%之範圍。 A1 : 0 . 005wt%以下 A 1係在本發明重要的元素。根據發明人等之硏究’ 該A1量超過Q.〇〇5wt%時，將損害在HAZ的一 2 0 °C (低溫）之靭性，必須把A I量抑制在〇 . 〇 〇 5 wt%以下。在〇.〇〇4wt%以下爲理想。

在第1圖，顯示調察A 1含有量和—2 〇°C的再現 H A Z擺錘式吸收能量之關係的結果。再者，再現η A Z 之熱循環，係加熱至1 3 5 0 °C後，從8 〇 〇 °c至 5 Ο 0 °C以3 ◦ 0 s冷卻的條件，係相當於5 〇 〇 k J / c m之熔接入熱的條件。 從該圖可知，由於使A 1含有量做爲 0 . 00 5wt%以下’在—20°C之耐衝擊特性格外地 提高。 、 該H A Z靭性的改善理由’係H A Z組織由於低A i 化抑制低靱性的粗大之板條狀變靭鐵組織生成，成爲含有 比較微粒狀（多角性）肥粒鐵之高顿性的變勒鐵組織之故 --------------裝--- (請先間讀背面之注意事項再填寫本貢〕 -^rOJ. 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（2】〇χ297公髮） :*ΐυ - ^45298 即.泛#》止 ΛΖ B7 五、發明說明（8 ) 在通常的A1含有量（〇 · 〇2〜0 . 05%)，將 由溶接熱被曝露在高溫而使結晶粒粗大化，在冷卻過程變 態成粗大的板條狀變靱鐵組織，而使H A Z靭性劣化。由 於使之低A丨化，在冷卻過程將不生成板條狀變靭鐵組織 ，而在錐晶粒界得到包含多角性之肥粒鐵的變靭鐵之故。 此係，因H A Z靭性的良好組織之故。 由將成份調整爲如上述的鋼組成，能夠幾乎不依靠製 造條件特別係冷卻速度，而獲得均勻的組織之，具體上 9 0 %以上爲變靭鐵之組織。 在第2圖顯示，關於調整爲按照本發明的成份組織之 鋼（發明例），和被使用在建築材料的已往之鋼（習知例 )，使在製造工程的冷卻速度在0 . 1〜5 0 °C / s之間 進行各種變化所得的鋼板之抗拉強度進行調查的結果。 如同圖所示，由於按照本發明調整成份組成，能夠不 受冷卻速度的影響，安定地獲得一定之強度。 特別係，經由在已往無法預測程度的廣泛之冷卻速度 範圍，能夠減低Y ♦ S .及T S .値的參差，而且，也 能達成由低A 1化之高靭性 其理由，係如前述，可能係C量的限制，然後Μ η及 N b，以及Β的適量添加貢獻之結果。因此’即使冷卻速 度在厚鋼板的厚度方向變化，強度也不會受冷卻速度之影 響而變化，能夠獲得在厚度方向材質參差少的厚鋼板。關 於A 1之貢獻係如以上所述。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（2]0 X 297公釐） 4 4 5 2 9 8 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明說明（9 ) 發明例，係包含（：：〇.〇11取{%，31: 〇 .21wt%，Mn : 1 . 55wt%，Nb : 〇.〇31wt%，B:〇.〇Q12wt% 及 A1 : 〇 .0 03wt%，其餘部份爲Fe及不可避免的雜質之 成份組織。習知例’係包含C : 0 . 1 4 w t %，S i : 0: 4wt%，Mn : 1 . 31wt%，Al : 〇.〇24wt%，Nb : 〇 . 〇15wt% 及 Ti : 0 . 0 1 3wt%，其餘部份將成爲F e及不可避免的雜 質之成份組成。 然後，雙方之例皆在相同的製造工程，使冷卻速度進 行各種變化，製造多數的厚度：1 5mm之厚鋼板，以分 別從各厚鋼板採取之試片測定抗拉強度。 > 以上，雖然說明本發明的基本組成，可是在本發明， 更能夠爲了提高強度和靱性等之特性，適當地添加如下的 元素。此時，已獲得之均勻的組織*幾乎不會受到添加新 元素之影響，和基本組成時同樣地，能夠獲得材質參差少 的高強度·高靭性之厚鋼板。 首先，爲了設法提高強度，做爲析出強化成份，能夠 把 Cu : 〇 . 05 〜3 .Owt%，並且把 Ti : 0 . 005 〜0 . 或 V: 0 . 〇〇5 〜 0 . 20wt%分別添加。而且，添加此等析出強化成份 時，由施以後述之析出強化處理，能夠予以更強化。C u :0 · 05 〜3 . C u係爲了設法析出強化及固熔強化而添加。超過 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -12- ------------^·-------訂--------*" (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁> , 忒 452 9 8 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明（10) 3 . 〇wt%時靱性將急激地劣化，一方面，未滿 0 . 〇 5w t %時析出強化及固熔強化的效果少’故做爲 〇 . 05〜3 . Owt%之範圍。

Ti:0.005 〜0.20wt% T i將降低A r 3使變靭鐵組織容易形成，且由形成 T i N使熔接部靱性提高，而且對析出強化也有貢獻。含 有量未滿0 . 0 0 5w t %時缺乏添加效果’一方面超過 0 . 2〇wt%時靭性將劣化，故做爲0 . 0 0 5〜 0 . 2〇wt%之範圍。 V:〇.〇05 〜0.20wt% V係爲了析出強化，添加0.005wt%以上。添 加超過0 . 2 〇w t %時，其效果也將達到飽和，故做爲 0·005〜0·20wt%之範圍。 而且，爲了設法更提高強度，能夠使Ni : 3 . Owt%以下，Mo : 0 . 以下，W: 0 . 5wt%以下及Zr : 0 . 5wt%以下之中選擇的 1種或2種以上添加。再者，此等之成份係微量也有效果 ，故對下限不特別限定。

Ni : 3 . 〇wt%以下 雖然N i對提高鋼的強度及靭性，並且添加C u時對 防止滾軋時之C u破裂有效，可是因價格貴，並且多餘地 ί請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 衣11—！—1 訂·1111111-·" 木紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -13- ^45 298 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明（11) 添加時其效果將飽和，故以3 . 〇w t %爲上限而添加。 再者，添加未滿0 . 05wt%時，上述效果不一定能充 份發揮，故添加量以〇.〇5wt%爲理想。

Cr : 0 . 5wt%以下 雖然C r有提高強度的效果’可是添加超過 0 . 5 w t %時熔接部靭性會劣化，故做爲以 0 . 5 w t %以下之範圔添加。並且下限係以 0 . 05wt%爲理想。

Mo : 0 . 以下

Mo有提升在常溫及高溫的強度之效果。超過1 0 · 5wt%時熔接性會劣化，故在0 . 5wt%以下的 範圍添加。可是添加未滿0.05wt%時，強度上升效 果並不充份，至少添加0·05wt%爲理想。 W : . 5 W t % 以下 W有使高溫強度上升的效果。可是因價格貴，並且超 過0.5wt%時靭性會劣化，故將添加0.5wt%以 下之範圍。可是添加未滿0.05wt%時強度上升效果 並不充份，至少添加0.05wt%爲理想。 Z r : 〇 . 5 w t % 以下 Z r不僅有增加強度的效果，而且具有施以鍍鋅時’ 本紙張尺度適用中國國家標準<CNS)A4規格（210 X 297公釐） _ -J4 - }i/ C -_ »..) )/ rf"·--------1τ---------0 V (請先間讀背面之注意事項再填寫本頁) ^45298 A7 B7 五、發明說明（12) 能提高耐電鍍破裂之效果。添加超過〇.5wt%時熔接 部靭性會劣化，故將添加0 . 5w t %以下之範圍。而且 ，下限以0.05wt%爲理想。 並且，爲了設法提高HAZ的靭性，可以從REM及 Ca中選擇之1種添加0·02wt%以下。 REM: 〇 . 02wt%以下 R EM將成爲氧化硫化物抑制奧氏體粒的粒成長，而 對提高HA Z之靭性有貢獻。可是添加超過 0 . 02wt%時會損害鋼之淸淨度，故做爲 0 . 以下。並且，添加未滿0 . OOlwt% 時將缺乏上述HA Z靭性的改善效果，故添加量做Μ 0 . 00 lwt%以上爲理想。 此處所謂R E Μ〔 Rare Earth Metal稀土金屬〕，係指 鑭系元素（Lanthanides )，在工業上，通常係使用铈混金 (Misch Metal )。

Ca : 〇 . 〇2wt%以下 C a不僅對提高HAZ的靭性有效，由鋼中硫化物之 形態控制，對厚度方向的材質改善也會貢獻。添加超過 0 · 0 2w t%時，將會增大非金屬介在物量，而成爲發 生內部缺陷之原因，故將做爲0.02wt%以下。添加 未滿0 . 0 0 0 5w t %時上述效果將不充份，故添加量 以做爲0 . 0 0 0 5 w t %以上爲理想。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) --------訂---------^ 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 445298 I ^ ·： \；'r：vjA7 __!ί ________________ 五、發明說明（W ) 接著，說明關於本發明之製造方法。 本發明的鋼板，由將成份調整爲上述基本組成，能夠 獲得均質之組織，故不需要把製造條件嚴密地控制，只需 按照製造此種鋼板時之通例製造即可。亦即把經調整成份 的鋼片，予以加熱，熱滾軋冷卻。 將調整爲上述理想組成的成作之鋼平板，加熱至A c 3 溫度〜1 3 5 0 °C的溫度後，在8 0 0 t以上之溫度完成 滾軋’其後施以空氣冷卻或加速冷卻的工程爲理想。 亦即，加熱溫度未滿A c 3溫度時，無法完全做爲奧氏 體相而成爲均質化不充份，一方面超過1 3 5 0 °C時表面 氧化將成爲明顯，故加熱至A c 3溫度〜1 3 5 0 °C之溫度 域爲理想* 而且’滾軋加工溫度未滿8 0 0 t時，滾軋能率將降 低’故做爲8 0 0 °C以上爲理想。 已往’滾軋後的冷卻，需要嚴密地管理。例如，需要 管理成± 3。(：程度之範圍。可是，在本發明不需要如已往 嚴密地管理’空你冷卻或加速冷卻的任何者皆可。冷卻速 度以做爲0 . 1〜8 0 °C / s之範圍爲理想。 此係以超過8 0 °C / s的冷卻速度進行冷卻時，變靭 鐵·板條間隔將成爲緊密，強度有依賴冷卻速度而顯示上 升之傾向，、一方面未滿0 1 t / S時，將生成肥粒鐵而 難以成爲變靭鐵單相之故。 而且’由在上述工程附加各種處理工程，和上述適當 地添加成份時一樣，能夠適當地控制強度和靭性之水準。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A彳規格（210 X 297公釐） -------------^ ; I i — (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁} 訂· -_^ ^45298

五、發明說明（14 ) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 更且，做爲強化成份’添加c u或T i ，V等時，在 完成滾軋後，至析出處理溫度域的5 0 0 °C以上未滿 8 0 0 °C之所定溫度’以0 . 1〜8 0 t： / s的冷卻速度 加速冷卻。其後，在該所定溫度等溫保持3 0以上，或在 該溫度域內，進行1 °C / s以下的冷卻速度冷卻3 0 s以 上之析出處理，對提高強度有效。 從完成滾軋至析出處理溫度的冷卻速度未滿〇 . 1 °C / s時，將在變靭鐡組織中生成肥粒鐵，一方面超過 8 0 °C / s時變靭鐵·板條間隔將成爲緊密，強度會依賴 冷卻速度而上升，故冷卻溫度將做爲0 . 1〜8 0 °C / s 之範圍。 該加速冷卻後，由在5 0 0 °C以上未滿8 0 0 °C的溫 度範圍，進行3 0 s以上之等溫保持，或在該溫度域內以 1 °C / s的冷卻速度進行冷卻3 0 s以上之析出處理，使 Cu，Ti (CN)及V(CN)的任何1種或2種以上 ，並使Nb (CN)析出，而能設法使強度上升。而且， 由該析出處理能設法使組織均勻北，也將更改善厚度方向 之材質參差。 經濟部智慧对產局員工消費合阼： 在此，析出處理的溫度成爲8 0 0 °C以上時，析出成 份將維持熔解而不易引起析出，爲了使之充份地析出，需 要在未滿& 0 0 °c進行析出處理。一方面，在未滿 5 0 0 °C將不易引起析出反應，故溫度範圍係做爲 5 0 0 °C以上 > 未滿8 0 0 °C。並且，將保持時間做爲 3 0 s以上，係因未滿3 0 s時無法充份地析出強化之故 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 445298 ^ A7 __B7__ 五、發明說明（15) 。而且，‘在該溫度範圍內，由l°C/s以下的冷卻速度冷 卻3 0 s以上也能獲得析出強化，而在超過1 °C / s之冷 卻速度，不能獲得充份的析出強化。並且，爲了使之充份 地析出強化，做爲0.lt/s以下之冷卻速度爲理想。 並且，'也可以把上述析出處理，在連續滾軋的冷卻後 進行》亦即，冷卻後再加熱成5 0 0 °C以上未滿8 0 0 °C 之溫度域而保持即可。保持時間以3 0秒以上爲理想。 〔實施例〕 實施例1 將調整爲表1所示的各種成份組成之鋼板，加熱至 1 1 5 0°C後，把總壓下率成爲7 4%的滾軋以加·工溫度 :8 0 0 t完成，其後進行加速冷卻（冷卻速度：7 °C / s)，製造厚度：80mm之厚鋼板。 關於如此所得的各厚鋼板，進行抗拉試驗及擺錘式沖 擊試驗調查其機械性性質，並且爲了評估厚度方向的強度 之參差，將鋼板斷面的硬度從表面以2mm之節距測定， 而調查厚度方向的硬度分佈。而且，爲了評做HA Z之靱 性，把鋼板加熱至1 3 5 0 °C後，施以從800 °C至 500 °C以300 s冷卻的熱循環（相當於500k J/ C in之入熱量熔接時的HA Z之熱經歷），再採取擺錘式 沖擊試驗片，測定在一 2 0 °C之擺錘式吸收能量。 將此等的各調查結果，示如表2。 如表2所示，按照本發明的厚鋼板，具有 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -18- ------------、W! (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

It 1 It d 訂---------衅 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 445 298 ' A7 _______B7_____ 五、發明說明（16) 4 0 OMP a以上之抗拉強度並且組織將成爲均勻’厚度 方向的硬度之參差，和比較例比較時極小，可知硬度的最 大値和最小値之差，在H v將成爲2 0以內。 再者，變靭鐵組織的體積率，係由以4 0 〇倍攝影之 光學顯微鏡照片，以點算法測定。 實施例2 將調整爲表3所示的各種成份組成之鋼板，以表4所 示的各種條件處理，製造厚度：8 Omm之厚鋼板。 關於如此所得的各厚鋼板，和實施例1同樣地，進行 抗拉試驗及擺錘式沖擊試驗而調查機械性性質，並且也調 査厚度方向的強度之參差。 " 將此等的調査結果，示如表5。' 如表5所示，可知按照本發明之厚鋼板，具有4 0 〇 MP a以上的抗拉強度且因組織將成爲均勻，厚度方向的 硬度之參差和比較例比較時極小。 而且，由添加析出強化元素，並施以析出強化處理， 和在表2顯示特性的未添加析出強化元素之發明例比較， 可知已被達成提強度。 於是，根據本發明時，可知能夠將材質的參差少，並 且在一 2 0 °C之H A Z部的耐衝擊特性優異之高強度高勒 性鋼材安定地獲得。 而且，本發明不僅在厚鋼板，在型鋼和鋼條之領域， 也將有利地適合》 (請先閱讀背面之;i意事項再.填寫本頁) 我------—訂---------^-

445298 A7 B7 五、發明說明（17) 〔圖面之簡單說明〕 〔第1圖〕 第1圖，係顯示在厚鋼板的A 1含有量和再現熔接熱 影響部在- 2 0 °C之擺錘式吸收能量的關係之圖表。 〔第2圖〕 第2圖，係顯示在厚鋼板的冷卻速度和強度之關係的 圖表。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 衣--------訂--------- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（2】0 X 297公釐） „ 〇0 - 445298 A7 五、發明說明（π) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 (％妄) 1¾ 藝 m S Ψ <n m as I j A： % Ψ 頰 s o 4 1 k 1 1 fc 1 1 r I O ί l I I r I j » I I 1 1 J J f I f * ( I < i 1 1 1 1 1 1 t 1 5 O t 1 o 1 U*1 1 s o 1 #w xr> <N o s o 廉 1 \ 8 〇 j 1 s o 1 1 « 1 1 Ν ( I j I I t I I t t r 1 1 j I c<t o 1 1 oo o 1 I I I I 4 4 I I I 1 « 1 I I I I I t I 4 4 I r 1 k ?〇 » 1 1 1 ΰ 華 I I I I I I » 1 « 1 ( Os o 1 \ » s 1 DO 寸· o 1 0〇 o 1 j t t <n 1 1 r 1 4 s o § o o 1 g > I I I I I J I I I 1 1 1 S o 1 V*> S o 1 I I I I I I « I 1 1 1 1 t J S d> o > O’ 1 s 3 I r I I I r I ( 1 J 1 1 1 1 f 1 r i r-i 1 m s iTi 1 I CS I t I I I I I 1 4 '1 r t i _ _ I I o VO S o 妾 o § i O t—< s o <N 8 CD s o t-^ g oi 8 o 1 ID S o s· o § o 1 o S c5 s o s. o s o 8 c3 寸 PQ g o %Ti S 0 01 s o o 卜 § i i 〇 v> »—« s 〇 〇v 8 〇 i c5 〇〇 § 〇 1 O 1 O l ( !£ 8 c5 s Ci i O l-H ·»—· 8 〇 1 o _ o t-H 写 o § o «—1 8 〇 8 〇 s d s o f—1 8 〇 ，— o o s o 靈 2 O 〇〇 o o o Ci oi s o 容 o »一 s o o 謹 〇 〇〇 § ci 〇 — s c3 謹 | 籠 i o 1 o s S σ\ VJ t—H 〇〇 p- o R oS s F s 1—^ u^t H 〇〇 \£> un 寸 \T\ 钂 oq 19 — 〇〇 GO 1 〇4 1·^ vB cS u S s o R o in C4 m o 2 I s o ?! o s Q § 〇 tjn o C**l o’ A o a o s o 〇 〇〇 〇 ΙΟ o o 00 Oi CO o o CO i c s § o L o 卜 g c vO S o Ξ Ξ | s o § 5 c r*~ s c? CO 8 o i C5 s d 5 § o o 〇〇 Ξ c5 碧 o oo 8 o i—1 o iltwl w 還 ί < i ：pc a tL P- c > n — 4 ►— 卜 % :^ o 0- C 〆Pi KT Ϊ t- 口 > X >-* -----------衣 il.-----訂---------^ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -1Λ 2 格 規 4 A s> N (c 準 標 家 國 國 中 用 適 度 尺 張 紙 本 1 2 4 45 2 9 8 A7B7 五 、發明說明（19) 經濟部智慧財產局員工消貲合作社印製 -- 齡 JJ <!〇 m 谥 a %r *s % 荽 in m % —·一 s T—' s § 樹· © 鑾鬯 m 1§ 另 8 8 ί· 4 s s »^ 8 o B 1—^ JO s P"^ s 1—4 8 8 T—^ 8 r — B γΉ 8 ^-1 8 T"t o 导 CO F—1 CO CO s, § 1—t s cn Kl <N CQ CO OO g3 σ\ \D cn 闵 σ\ 1~~t cs CN OJ cn S oo ro CO oo op r^j \Tt c< ——" 萏 CTs S i & CO s 1 «1 刁丨 Q 1 cs r^* g t t-^4 1 l〇j r 1 co ON CO 2 I m °? 芸 r S ? μ各 〇\ 〇\ I^H Lf-ΐ s i〇 oo σ\ vn CN τ··1 寸 OJ v〇 Ό CO ΓΟ L〇 CN 寸 σ\ 异 m in uo 一 !$ m s 寸 PH W") CM 寸 \〇 tn 寸 夺 in 寸 to s CS v〇 芬 〇0 σ\ 寸 CN TO s CO v〇 o i〇 cn ΟΪ ON 守 cn i vO vn 寸 寸 *翠二 鏢<· cn ψ-^ m CN 1—H 51 CN p^H ml cnj oo 纼 si in t-^* 一 __ 〇 一一 Ο ——* trj in a\ cy c〇 H P *^tpd W 驪 -, _一 ό <C CQ U P txJ tL 〇 a Vg oo 2 R ·—· Οί CO 寸 1ΤΊ 〇 卜 oo 〇> 2 ^-H cj c〇 22 - 「'^--------—訂*-----—(請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 445298 A7 B7 五、發明說明（20) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 備考 適合例 比較例I 適合例 比較例 1適合例1 i； 1 r 1 1 1 1 1 1 1 t 1 0.003! t REM 1 1 0.006 0.006 1 1 1 1 ( 0.006 I 0.006 1 r 1 1 1 0.02 1 1 s o 1 1 ( 1 1 1 1 1 1 i 1 0.09 Ο 1 1 r 1 1 1 1 1 1 j 0.11 ΰ 1 1 1 1 1 1 1 1 1 〇 1 1 1 s o J 1 1 1 1 fa57| > 1 0.04 1 1 0.05 ! t i—H o \ ! \ 1 i—H p 1 1 1 0.01 1 1 0.01 s o o t—ί o 「0.02 0.01 rr^ o =3 CJ 1 1 〇0 a\ o r^H 1 s r—H s 0.78 ΙΟ 二 s 0.76Ί *—1 〇 0.99j 0.003 0.004 丨 0.004 0.003 10.004 [0.015 0.003 0.005 p04 0.003 0.004 〇_ 0.002 0.003 b.ooi 0.002 |0.002 PQ 0.0021 0.0018 j 0.0022 0.0015 0.0009 0.001 司 0.0011 0.0013 OO o § 0.0025 1 〇 0.0017 0.0021 0‘0022| |0.0017| 0.00091 0.045 0.051 0.018 0.021 ί 0.022 0.025 CO o o 0.025 Γα〇2ΪΊ 0,022 0.020 0.022 0.029 0.011 on O o 0.024 | 0.015 | in l—H CO i 1 t— oo 寸 «—Η ίο ι—Η 1—^ 2.27 ON *—1 c〇 寸· MD 1 t 寸 VO oo vn OO tn XT] * 1—H CO m c<~\ CS 〇 CS ΟΪ o Ό 〇 c5 0.221 0.23 o 0.09 c5 o’ g 〇 s o s o o to 1 一 o 03 CN U 0.005 1_ o.oii I 1 0.007 I 1 o.oio I 0.015 0.014 0.013 0.017 0.011 0.008」 0.014 0.012 0.016 0.009 0.007 0.014 0.014 鋼種 < PQ a Q a l-H 2 〇 o (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 衣------—訂---------'" 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -23- 8 ο 2 5 4 4

7 7 A B 發 五 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 備考 · 適合例， it %: 1比較例 適合例I V 比較例 適合例 冷卻速度= (°C /s) 空(0.2) %ί it 析出處理條件 550°C X 40 分 : 550 °C χ 40 分 550°C χ 40 分 620°C χ40 分 550°C χ 40分再加熱 550°C χ 40分再加熱 590°C χ 40 分 55(TC χ 40 分 550 °C χ 40 分 arc /s 4〇分冷卻 550 °C χ 40 分 550°C χ 30 分 550°C χ 50 分 0,05 t； /s 40 分冷卻 550°C χ 40 分 550 °C χ 40分再加熱 550 °C χ 40 分 :冷卻停止溫度 (°c ) 〇 vn Ο Ο Ε〇 Ο CN t 1 Ο 1 〇 g Ο Ο to to Ο o ίο « 〇 5^ 〇 S 冷卻速度“ (°c /s) 加(2.0) 加(7.0) 「加(1.0) 力口 αο) 空(0.2) 空(0.2) 1 加(1.¾ ι 丨加(3_5) 1 1 施 1.5) | 加(6.0) 加(2.5) 1 加(3.0) 1 加(6.5) 加(6.0) 空(0.2) 加⑽ 加(1.5) 熱軋修整溫度 CC ) 〇 g Ο m οο ο § ο οο 1 〇 〇 〇〇 ο 〇 >〇 〇〇 〇 〇〇 〇 〇〇 〇 〇〇 Ο § 〇 m οο Ο VO οο Ο g 〇 § 〇 〇〇 加熱溫度 (°c ) 1130 ! 1130 1130 1 1130 1130 1000 1130 [1130 1 1130 1130 1130 1 1130 ! 1130 ! —-1 1130 丨 -1 1130 1130 1130 鋼種 < PQ α Ω ω PL. ο J—·4 »i Μ 2 Ο PL. 〇 1 * 寸 〇〇 〇\ 2 < "Η Η CM »—1 CO 3 «滕菝资聆撇筚e() 晶资润君…一1^史创…^Ht ----------I--,/^i!!--訂.------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 始， 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4蜆格（210x 297公釐） -24- 遵45 29 8 A7 B7 五、發明說明（22) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 【ς« 備考 適合例 % l比較例[| 適合例 比較例 適合例 變靭鐵體積率 (%) ο t —i un 〇\ B o ON 8 ΐ—Η o o 〇 o o o o o 〇 o 8 CTn o »-4 〇 1" 1 < oo 〇\ o «—1 o o 再現HAZ vE-20(J) tr^ cn CO CN CN ΟΊ CT\ oo CN oo t>- CN 勾1 CN <N cn CO C^l o cn CNJ CN m 1 1 CO CO O〇| t—11 c-· CTN cs CO CO s CO OO 〇\ CN o oo <N 母材vTrs (°C ) σ\ wn 1 CN 1 wn Ό 1 in 1 cn oo 1 〇\ y〇 1 〇 1 a\ 1 CO Ό 1 un ?l E〇 CO v〇 ( a\ 1 1 σ\ l/Ί 1 T.S. (MPa) CN 寸 s oo CQ VO OO CN v〇 1 < cs vn t—i 〇\ CN wn CS »—1 wn s CN» O-n CN σ\ σΐ w-> cn \〇 Y‘S. (MPa) l—l 〇\ CO 1 1 t CN in vn oo oo to CTs Ό T—f ON CS| 寸 wn t—H E?： v〇 CN cn 1 < oi 萁 寸 CN vn > m a 酲<1 oo cn r—H 1 < 1 t CS yr\ R CO ΐ CN «—4 CO T—1 «-· i—( p—4 CN t—H W"1 oo 鋼種 c m o Q PJ 1¾ 〇 l—l H-J K-l 2 o cu o 2 t < 寸 Ό oo o r < CSI cn 3 2 v〇 ^1!了「/艦显碰}4<螭£乸酲丨 ,\}/y ..·) I------111 I T. — l —---- — —-----1^,. ' (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) . 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -25-

Claims (1)

1. 445298 第88104497號專利申請案 …中文申請專利範圍修正本民國卯年10月〇 崾濟部智,¾財是局員工消費合作社印製 六、申請專利範圍 — 1 . 一種高強度高靭性鋼材，係含有 C : 0 ，OOlwt% 以上’未滿 〇 . 〇3〇wt% ) Si : 0 · 60wt%以下， Μη : 0 . 8.〜3 _ 〇wt%， Nb : 0 . 005 〜0 . 2〇wt%， B : 0 ‘ 〇〇〇3 〜0 0050wt% 及 Ai :〇.〇〇5wt%以下 剩餘部份係由F e及不可避免的雜質（incidental impurities )而成之組成， 5 0 0 k J / cm之熔接供熱的熔接HAZ部之_2 0°C 的缺口擺錘吸收能源爲2 0 0 J以上， 熔接H A Z之結晶粒界包含多角形肥粒鐵的極低碳變韌鐵 組織， 拉伸強度爲4 0 OMP a以上，以體積率9 ◦%以上爲變 靱鐵組織的熔接部靭性優異者。 2 .如申請專利範圍第1項之高強度高靭性鋼材，其 中板厚3 5 0mm者。 3 .如申請專利範圍第1項之高強度高靭性鋼材，其 中爲板厚会5 0 mm及厚板所構成者。 4 ·如申請專利範圍第1項之高強度高靭性鋼材’其 中爲板厚2 5 0 mm及型鋼所構成者。 5 .如申請專利範圍第1項之高強度高靭性鋼材1其 中 > 更含有從 _ 裝 ^ I- 訂 r. 線 . JP-. (請先閲讀背面之注意事項再皆爲本頁) 本紙張足度適用中國國家標準（CNS ) 規格（2I0X2W公釐） 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 445298 B8 C8 __ D8 六、申請專利範圍 Cu : 〇 . 05 〜3 . 〇wt%， T i 005 〜0 . 2〇wt% 及 V: 0 _ 005 〜0 . 2〇wt% 之中選擇的至少1種之組成者。 6 ‘如申請專利範圍第1項之高強度高靭性鋼材，其 中，更含有從 Ni:3.0wt%以下， Cr : 0 . 5wt%以下， Mo : 0 · 5wt%以下， W: 0 . 5wt%以下及 Zr : 〇 . 以下 之中選擇的至少1種之組成者。 7 .如申請專利範圍第5項之高強度高靭性鋼材，其 中1更含有從 Ni : 3 . 〇wt%以下， C r : 〇 . 5 w t % 以下， Mo : 0 . 5wt%以下， W : 〇 . 以下及 Zr : 〇 . 5wt%以下 之中選擇的至少1種之組成者。 8 .如申請專利範圍第1項之高強度高靱性鋼材，其 中，更含有從REM及C a之中選擇的1種含有 0.2wt%以下之組成而成者。 9 ·如申請專利範圍第5項之高強度高靭性鋼材，其 本‘張尺度適用中國國家榇牟（CNS ):4規格（2ΐ〇χ ι97公釐1 I ml I^i » 11/. —JJ^i 1 1---1 I J·^— ---- waJI 1 n^i _、I > (請先閲讀背面之注意事項再本頁) 445 2 9 8 B8 C8 D8 經濟部智慧財產局員工消脅合作社印製 六、申請專利範圍 中，更含有從REM及C a之中選擇的1種含有 0 . 2wt%以下之組成而成者。 1 0 .如申請專利範圍第6項之高強度高朝性鋼材’ 其中，更含有從REM及C a之中選擇的1種含有 〇.2 w t %以下之組成而成者。 1 1 ·—種高強度高靭性鋼材之製造方法’其特徵爲 ’將含有 C : 0 . OOlwt%以上，未滿 0 . O30wt% ϊ Si : 0 . 60wt%以下， Mn:0.8 〜3.〇wt%， Nb:〇.〇〇5 〜0.20wt%， B:0.〇〇〇3〜0.〇050wt%& A1 : 〇 . 〇〇5wt%以下 500k J/cm之熔接供熱的熔接HAZ部之—20°C 的缺口擺錘吸收能源爲2 0 0 J以上， 熔接H A Z之結晶粒界包含多角形肥粒鐵的極低碳變韌鐵 組織， 拉伸強度爲4 0 OMP a以上，所組成之鋼片加熱後，熱 滾軋而製造高強度高靭性鋼材時， 加熱至Ac3〜1350 °C之溫度， 在8 0 0°C以上的溫度完成熱滾軋， 其後予以空氣冷卻或加速冷卻。 1 2 ·如申請專利範圍第1 1項之高強度高靭性鋼材 (請先閱讀背面之注意事項再>.私本頁) n^i II - ί In -- ΐ « t i— - I I - - :、 訂 ,,線· 本紙張尺度適用中國國家標準（CMS ) A4現格（210Χ2Ή公释）—Γ3Τ 4 4 5 2 9 β Μ Β8 C8 D8 六、申請專利範国 ’其中板厚g50mm者。 1 3 .如甲請專利範圍第1 1項之高強度高靭性鋼材 ’其中爲板厚g 5 〇nim及厚板所構成者。 1 4 .如申請專利範圍第1 1項之高強度高靭性鋼材 ’其中爲板厚会5 〇mm及型鋼所構成者。 1 5 . $α申請專利範圍第1 1項的高強度高靭性鋼材 之製造方法’其中’在空氣冷卻或加速冷卻後，進行再加 熱至5 Q 〇°c以上未滿8 〇 〇°c的溫度域而保持之析出處 理》 1 6 .如申請專利範圍第1 1項的高強度高靭性鋼材 之製造方法，其中，在該加速冷卻， 係從該熱滾軋終了溫度的8 0 0°C以上之溫度，至析 出溫度域的5 〇 〇 °c以上且未滿8 0 0 t之間的所定溫度 ，以0 . 1〜8 0 °C / s之冷卻速度冷卻，其後，更在該 析出溫度域等溫保持3 〇秒鐘以上，或在該析出溫度域內 以1 °C / s以下的冷卻速度進行3 0秒鐘以上冷卻之析出 處理，以及’其後進行冷卻者。 {請先閲讀背面之注意事項再r^本頁) 裝- 訂 ,,線 經濟部智慧財.4局員工消費合作社印製 夂紙張尺度適用中國國家標牟（CNS > A4規格（21〇Χ：^公t ) -4 -