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