WO1992021970A1

WO1992021970A1 - Procede pour estimer la qualite d'un produit en acier

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Publication number: WO1992021970A1
Application number: PCT/JP1992/000720
Authority: WO
Inventors: Yoshiyuki Watanabe; Shinichi Shimomura; Atsuhiko Yoshie; Masaaki Fujioka; Kiyoshi Nishioka; Satoshi Akamatsu; Takashi Fujita
Original assignee: Nippon Steel Corporation
Priority date: 1991-06-04
Filing date: 1992-06-04
Publication date: 1992-12-10
Also published as: EP0541825A1; EP0541825A4; KR930701747A; KR960012336B1; US5357443A; AU1909392A; AU645699B2

Description

明細書鋼材の材質予測方法技術分野

本発明は、製造段階あるいは製品に対する破壊試験を行う · ことなく鋼材の組織や材質を予測できるようにした鋼材の材質予測方法に関する。背景技術

例えば、厚鋼板などのユーザーにおいては、製品の納入とともにその材質試験結果を添付することを要求してくる場合がある。この要求に対し、従来、メーカー側は製品の一部を切り出し、これに.対し物理的な特性測定（引張強度、靭性など）を行っている。

また、鋼成分や圧延終了温度などの製造条件に基づいて材質を予測する例もあるが、主として回帰式であり冶金現象を踏まえたものではないため適用範囲が限定され、製造工程や鋼板厚が異なると適用できないという欠点を有していた。上述したような人為的な特性測定は多大な時間を要し、製品の出荷 '納品などに影響を与えている。また、現状では、完成品になった後でしかその材質を知ることができないが、将来的には、製造前に材質を予測し、要求される材質を精度良く確実に得られる製造条件を設定するような技術の開発が望まれている。そこで、本発明の目的は、与えられた製造条件に基づいて材質予測を自動的に行える鋼材の材質予測方法を提供することにある。発明の開示

上記目的を達成するために、本発明は鋼成分情報と鐯造から熱処理に至る各製造条件に基づいて冶金現象を演算することにより金属組織状態を逐次算出し、最終的な組織状態から鋼材の材質を推定するようにしている。

すなわち、本発明に係る鋼材の材質予測方法は、鐯造条件に基づいて鋼片の温度を算出すると共に鐧片温度および鋼成分情報に基づいて铸造後金属組織状態を算出するステップと、圧延前金属組織状態と圧延条件から算出される鋼材の温度とに基づいて圧延後金属組織状態を算出するステップと、冷却前金属組織状態と冷却条件から算出される鋼材の温度とに基づいて冷却後金属組織状態を算出するステップと、最終的な金属組織状態に基づいて鐦材の材質を算出するステップと、を具備する。

また、再加熱、均一拡散熱処理、予備圧延、焼入、焼戻、焼ならしなどの、付加的に実施される各製造工程に対応して、製造工程前の金属組織状態と製造工程条件とに基づいて、製造工程後の金属組織状態を算出する各ステツプをさらに備える

さらに、铸造後金属組織状態を算出するステップを実行するのに代えて、それを仮定し初期状態とすることもできる。上記した手段によれば、鋼材の製造実績もしくは製造前に設定される条件を入力し演算させることにより、材質（引張強度、靭性など）の判定の鍵となる組織構成相の分率、各温度での生成量、結晶粒径および各元素の固溶 · 析出状態などが製造工程の任意の段階で求めることができる。これにより. 製造段階で材質の予測を行うことができ、また要求される材質仕様を確実に実現可能な製造条件が設定可能であり、従来のように完成品に対する検査測定が大幅削減ないしは不要になる。図面の簡単な説明

第 1 図は、本発明が適用される鋼板製造ラインの概要を示す設備構成図、

第 2図は、铸造モデルの構成および演算フローを示す図、第 3図は、加熱モデルの構成および演算フローを示す図、第 4図は、熱間加工モデルの構成および演算フローを示す図、

第 5図は、圧延時の転位密度変化を示す特性図、

第 6図は、変態モデルの構成および演算フローを示す図、第 7図は、組織一材質モデルの構成および演算フローを示す図、

第 8図は、降伏強さの実測値と本発明法による計算値との比較を示す図、

第 9図は、引張強さの実測値と本発明法による計算値との比較を示す図、第 1 0図は、 Vシャルピー衝撃試験における延 ·脆性破面遷移温度（v T r s ) の実測値と本発明法による計算値との比較を示す図、である。発明を実施するための最良の形態

本発明の実施例として、厚鋼板の製造を例に説明する。 - 第 1 図は、本発明が適用される製鋼および厚鋼板製造ラインの例を示す設備構成図である。

工程は、第 1図に示すように、大別して製鋼工程と厚鋼板製造工程がある。製鐧工程は精鎳と铸造（凝固）に分けられるが、本発明においては铸造以降を取り扱う。一方、厚鋼板製造工程は、普逼的な分類法はないが、本発明においては鐧片処理（均一拡散熱処理、予備圧延）、再加熱、圧延、冷却、熱処理（焼入、焼戻、焼きならし）に分けて考えている。

鐯造設備（連続鐯造あるいは造塊設備）で鐯造された鐧片は、厚板ミルに搬送され、鋼片に均一拡散熱処理を施す均熱炉、さらに圧延の前に鐧片を加.熱する加熱炉、大まかな圧延を行う粗圧延機、粗圧延された鐦板を要求板厚に圧延する仕上圧延機、この仕上圧延機によって圧延された鋼板に生じた反りを調整するホットレべラー（H L ) 、このホットレベラ一を出た厚網板を冷却する冷却装置、および厚鋼板を熱処理する熱処理装置の各々を備えて構成されている。熱処理装置は、加熱炉と焼入のための冷却装置からなる。

なお、各設備 ·装置には、その駆動を制御し、また稼動中の情報を得るためにプロセスコンピュータ（以下、プロコンという）が接続されている（製鋼分塊、加熱、圧延、冷却および熱処理プロコン）。これらプロコンは、中央制御室に設置された上位コンピュータ（不図示）に接続され、この上位コンピュータは生産計画にしたがって各プロコンを管理するまた製品となつた厚鋼板に対し、材質試験を行うための機械試験システムが設けられ、その試験結果は中央制御室に送られる。

本発明による鋼材の材質予測方法は、大別して鋼材の経る各製造工程に対応した、

铸造モデル (铸造工程）、均一拡散熱処理モデル (均一拡散熱処理工程）、予備圧延モデル (予備圧延工程）、加熱モデル (再加熱工程）、

熱間加工モデル (圧延工程）、変態モデル (冷却工程）、焼入モデル (焼入工程）、焼戻モデル (焼戻工程）、焼ならしモデル (焼きならし工程）、の各モデルと、各工程を通して元素の固溶 ·析出状態を演算する、

析出モデル、

およびそれらの演算結果から材質を計算する、

組織一材質モデル、

の 1 1 の基本モデルから構成されている。

いずれのモデルも、その工程中に起こる冶金現象を逐次計算して、金属組織状態を算出できるようにしたもので、鋼材が経る工程に応じてモデルを順次呼び出して演算し、最終的な鋼材の金属組織状態および材質を自動的に予測するためには、これを実現するソフトゥヱァを作成し、コンピュータに口一ドすればよい。

以下に各モデルの構成および演算の詳細について説明する < 厚鐦板製造の最も基本的な製造フローは、铸造-鐧片再加熱一圧延一冷却であると言える。そこで、まずこの基本フロ一に対応したモデルを説明する。

いずれのモデルも、それぞれの工程中に起こる粒成長、回復、再結晶、変態などの冶金現象を記述する式から構成されている。それら個々の冶金現象を記述する方法は、これまで多くの研究が行われており、後記する析出モデル、組織ー材質モデルを構成するものも含め、例えば、 I S I J

I n t e r n a t i o n a l 第 3 2巻（ 1 9 9 2年）第 3号 p.3 9 5などに示されている。

第 2図は、铸造モデルの構成および演算フローを示したものである。

入力項目は鋼成分情報および鐯造条件である。成分は重量で示され、炭素（C) 、ゲイ素（S i ) 、マンガン（M n) 、リン（P) 、ィォゥ（S) 、銅（Cu) 、ニッケル (N i ) 、クロム（C r) 、モリブデン（Mo) 、ニオブ (Nb) 、バナジウム（V) 、チタン（T i ) 、タンタル (T a) 、アルミニウム（A 1 ) 、ホウ素（B) 、タングステン（W) 、コバルト（C o) 、カルシウム（C a) 、希土類元素（R e m ) 、窒素（N ) および酸素（0 ) などである < また铸造条件は、連続铸造の場合は鋼片厚、引抜速度、冷却水量密度および引抜後の経過時間であり、造塊法の場合は鋼塊サイズである。

演算ステップは、まず、铸造条件に基づいて铸造温度モデルで温度履歴を計算する。次いで、鋼成分情報に基づいて状態図の計算を行う。周知のように、鋼は温度によって結晶構造が変化（変態）するため、必要に応じて任意の経過時間間隔ごとに算出された温度と状態図を参照し、ァ変態が開始したか否かを判定し、否であれば 7一相になるまで温度が低下したか否かを判定する。否であれば、液相、 5相、 y相の分率を計算し、 7相については等軸晶、柱状晶それぞれの分率を計算する。また、併せて合金元素の相間の分配を計算して偏析濃度の計算を行う。この計算を 7一相となる温度まで繰り返す。 7一相となる温度以下であると判定された場合は、 7粒径の粒成長および合金元素の拡散による偏析濃度の変化を計算する。変態開始温度まで温度が低下したと判定された場合は、後述する変態モデルに受け渡される。

なお、第 2図に示す演算フローは、最終ステップまで行うことに限定されるものではなく、途中で、次の工程へ移行した場合、すなわち圧延（直送圧延）あるいは加熱炉揷入（ホットチャージ圧延）した場合には、その時点での金属組織状態を次の工程に対応したモデルへ受け渡すように構成されている。

第 3図は、加熱モデルの構成および演算フローを示したものである。

入力項目は、前工程（例えば铸造）に対応したモデルの演算結果または演算することなく任意に設定した前組織情報、成分，サイズなどの鐧片情報および加熱条件である。加熱条件は、炉雰囲気温度と在炉時間、もしくは昇温速度と保定温度 · 時間などとして入力でき、加熱実鑌条件のみならず仮想的加熱条件を入力することも可能である。

演算ステップは、まず、鐧片サイズおよび加熱条件に基づいて加熱温度モデルで温度履歴を計算する。次いで、鋼成分情報に基づいて状態図の計算を行う。

周知のように、鐧は温度によって結晶構造が変化（変態）するため、各状態ごとに異なった手法で加熱組織状態（ォーステナイト粒径）を算出する。すなわち、必要に応じて任意の経過時間間隔ごとに算出された温度と状態図を参照し、ォーステナイト +フェライト +セメンタイト域、オーステナイト +フェライト域およびオーステナイト単相域の各々についてオーステナイト粒成長の計算を行うのである。このとき、並行して後述する析出モデルを演算させ、加熱中の各元素の固溶 ·析出状態を加熱組織（オーステナイト粒径）算出条件に加える。

さらに、オーステナイト単相域においては、上記温度履歴算出結果に基づいて拡散モデルにより、铸造時に生じた偏析状態の変化を算出する。

第 4図は、熱間加工モデルの構成および演算フローを示したものである。入力項目は、成分 ' サイズなどの鋼片情報、前工程モデルの演算結果またはそれに相当する任意に仮定した条件および圧延条件である。前工程は、直送圧延の場合、铸造であり、それ以外は通常、鋼片再加熱である。また圧延条件は、入 · 出側鐦材厚、パス間時間、ロール径、ロール回転数などである

演算ステッブは、まず入力項目に基づいて圧延温度モデルから温度履歴を、また歪モデルから相当歪 ·相当歪速度分布を算出する。なお、温度計算の際にはロール抜熱なども考慮している。

次いで、鋼材を複数回パスさせて圧延を行った場合、各パス間において、圧延→回復再結晶を経る過程で転位密度が第 5図のように変化するため、各パス毎に再結晶、回復を計算する。各パス毎および圧延終了後のオーステナイト粒径、平均転位密度などの計算は以下のように行う。まず、計算に必要な定数，初期値を設定し、前記入力条件に基づき、圧延後のオーステナイトの単位体積りの粒界面積を計算する。圧延の圧下量が大きいと、瞬時的に再結晶すなわち動的再結晶を生じる。そこで、動的再結晶が生じているか否かを判定し、生じている場合には転位密度および再結晶粒径を計算する。動的再結晶が完了しない場合には、この後、再結晶が生じるまでの時間を計算し、さらに回復の時間および静的再結晶を計算（再結晶率、再結晶粒径）する。

また、再結晶が終了している場合には粒成長を計算し、さらに結晶粒の平均粒径および平均転位密度を算出する。これを最終パスまで繰り返すことにより最終パス情報（オーステナイト粒界面積およびその転位密度）を得る。なお、並行して後述する析出モデルを演算させ、圧延中の各元素の固溶 - 析出状態を上記圧延組織算出条件に加える。

第 6図は、変態モデルの構成および演算フローを示したものである。

入力項目は、成分 ' サイズなどの鋼材または鐧片情報、前工程モデルの演算結果またはそれに栢当する任意に仮定した条件および冷却条件である。前工程は、圧延、再加熱のほか、上述した鐯造時の冷却過程も含まれる。冷却条件は、空冷 - 水冷区分、冷却装置内の水量密度、鋼材の通過速度などである。ここで強制冷却においては水冷に限定されるものではなく、将来期待される溶融塩冷却なども熱伝達係数などの物理定数を設定することで適用できる。

演算ステップは、まず前記入力項目に基づいて冷却温度モデルから冷却時の温度履歴を算出し、同時に後述する析出モデルにより冷却中の固溶 ·析出状態を算出する。

鋼の変態挙動は変態前のオーステナイト状態（オーステナィト粒径あるいは単位体積当りの粒界面積、残留転位密度、析出物の固溶 ·析出状態）、冷却速度の影響を受ける。本モデルは、上記入力項目から変態の進行および粒界フェライト、粒内フェライト、パーライト、ペイナイト、マルテンサイトなどの各組織分率、さらにフライトのうち形状が粒状のものについては、その粒径および分率を計算するものである。この計算方法は以下の通りである。まず、当該成分における状態図を計算し、各組織が熱力学的に生成可能な条件（温度領域）を求める。次に、生成可能と判断された組織について任意の微小時間内の変態量の増分およびフェライトについてはこの間の生成粒数の増分を求める o

また、フェライトが生成する場合には形状が針状か粒状かの判断を行い、粒状である場合には生成粒数を粒状フェライト粒数の増分、変態量の増分を粒状フェライト量の増分とし、針状である場合には変態量の増分のみを求める。次に、変態に伴う発熱などを冷却温度情報としてフィ一ドバックするために、変態量に応じた温度変化を計算する。なお、この温度変化は並行する析出モデルにもフィードバックされ、冷却中の固溶 ·析出状態算出に用いられる。

以上の計算を冷却（変態）終了まで繰り返し、変態量および粒状フェライト粒数の増分を加算することにより、最終的な組維の各組織分率、粒状フニライトの粒径をその分率および粒数から求める。また、前記各組織の変態量と変態量に応じた温度変化を基にフヱライト、パーライト、ペイナイト、マルテンサイトなどの各々が生成した平均温度（平均生成温度）を計算する。

以上の計算でフェライトを粒状、針状に分離しておく理由は、粒状や針状の形状が材質に関与することに着目したものであって、材質の予測を高精度に行うことを可能とするためである。また、平均生成温度は生成した温度によって材質が異なることから必要になるもので、後記する組織一材質モデルなどで用いられるものである。

次に、均一拡散熱処理モデル、予備圧延モデル、焼入モデル、焼戻モデルおよび焼きならしモデルについて説明する。これらのモデルは、前記した加熱モデル、熱間加工モデル、変態モデルなどを組み合わせたものである。

均一拡散熱処理モデルは、加熱モデルと変態モデルとから- 構成されている。

入力項目は、初期条件としての鐧成分情報、鋼片サイズ、金属組織情報、偏析情報、固溶 ·析出情報、また均一拡散熱処理の加熱 ·冷却条件である加熱炉雰囲気温度、在炉時間、炉抽出後の冷却区分などである。通常、初期条件は一般的な前工程である铸造モデルの演算結果となるが、任意に仮定した初期条件を与えることも可能であり、それにより演算時間を短縮することができる。

予備圧延モデルは、前記加熱モデル、熱間加工モデルおよび変態モデルから構成されている。

初期条件は、前工程、例えば鐯造または均一拡散熱処理に対応したモデルの演算結果、あるいはそれらに相当する任意に仮定した金属組織状態である。入力項目は、これら初期条件と、固溶 ·析出情報、予備圧延の際の再加熱条件、圧延条件および冷却条件である。

焼入モデルは、前記加熱モデル、変態モデルから構成されており、同一の演算手段による。

初期条件は、圧延一冷却工程を経た金属組織状態で、モデル演算結果あるいは任意に仮定した状態である。入力項目は、これら初期条件と成分 · サイズなどの鋼材情報、固溶 ·析出情報、焼入工程における再加熱 · 冷却条件である。

焼戻モデルは、前記加熱モデルのみの構成となつているが、温度域は A cl以下に限定される。

初期条件は、圧延一冷却工程あるいはさらに焼入工程を経た金属組織状態で、モデル演算結果あるいは任意に仮定しだ状態である。入力項目は、これら初期条件と成分 ' サイズなどの鋼材情報、固溶，析出情報、焼戻工程における再加熱 - 冷却条件である。

前記入力項目に基づき算出される温度履歴にしたがって、析出モデルも並行して演算し、組織の分解 ·生成および炭化物 · 析出物の状態を算出する。

焼きならしモデルは、前記加熱モデル、変態モデルから構成されており、基本的に焼入モデルと同一の演算手段による。初期条件は、圧延 -冷却工程を経た金属組織状態で、モデル演算結果あるいは任意に仮定した状態である。入力項目は、これら初期条件と成分 · サイズなどの鋼材情報、焼きならし工程における再加熱 · 冷却条件である。

前記各工程を通して元素の固溶 ·析出状態を演算する析出モデルは、着目する工程の前工程における種々の情報（含固溶 ·析出状態）と当該工程の工程条件とから、各元素の固溶 •析出状態を算出するものである。この析出モデルは、前記各モデルとつねに並行して演算され、逐次各モデルの演算に利用される一方、それらの結果（金属組織情報）は析出モデルにフィードバックされる。第 7図は、組織一材質モデルの構成および演算フローを示したものである。

組織一材質モデルは、鋼材製造工程に対応して前記各モデルを組合せ、最終的に演算された金属組織状態から、降伏強さ（Y P ) 、引張強さ（T S ) および Vシャルピー街撃試験における延 ·脆性破面遷移温度（ v T r s ) を算出することを目的としている。入力項目は、鋼材が経た最終工程に対応するモデルの演算結果である。

まず、上記入力項目に基づいて、各組織（フェライト、ノ、' 一ライト、べィナイトおよびマルテンサイトなど）の各々の硬さの計算、および降伏強さの計算を行う。次いで前記硬さ計算値を用いて引張強さを計算する。さらに入力項目に基づいて Vシャルピー衝撃試験における延 ·脆性破面遷移温度を計算し、処理を終了する。

なお、いずれのモデルもそうであったように、本モデルも単独で演算を行うことができ、その場合は、フェライト粒径、各組織分率 ·硬さなどの実測値あるいは任意に仮定した値を入力して材質を算出することができる。

以上、一連の演算を行うことにより、鋼材の材質予測を自動的に行うことができる。この結果は、フロッピーディスクなどの記録媒体に保存されると共にプリンタによって打ち出される。

なお、組織および固溶 ·析出情報などの算出のための分割時間間隔、鋼板板厚方向分割数などは目的に応じて任意に設定でき、演算精度の向上、演算速度の短縮などのほか板厚方向の組織 ·材質偏差情報も得ることができる。試験例

第 1表は本発明に供した鋼の化学成分、第 2表は製造工程、第 8図〜第 1 0図は各々降伏強さ（Y P ) 、引張強さ（T S ) 、 Vシャルピー衝撃試験における延 ·脆性破面遷移温度 ( v T r s ) の実測値と上記予測法による計算値との比較を示すものである。

第 8図〜第 1 0図より明らかなように、実測値と計算値とは近似し、きわめて高い精度で予測できたことがわかる。また、第 2表中、鋼 Α— 6， 7 , 8では鐯造モデルを演算させることなく铸造組織を仮定した計算も行っており、その結果は、第 8図〜第 1 0図中、黒丸（鲁）で示している。その場合においても、予測精度上何ら遜色はなく実用上十分な予測精度を有している。このような铸造モデルを演算させない場合、全演算時間を短縮でき、本試験例では約 2 5 %の演算時間短縮が図られた。

このように、高信頼な予測が可能になることから、将来的には、客先が要求する材質に応じ製品の製造条件を容易に算出することも可能になる。発明の効果

本発明は、熱間圧延鋼材の製造工程である製鋼铸造（連続鐯造法、鐧塊法）、鋼片（鋼塊）処理（均一拡散熱処理、予備圧延）、鐦片（鐦塊）再加熟、圧延、冷却（空冷、強制冷第 1表

(重量％、 * ： p p m)

鐧 C S Ai Cu Ni Cr Mo Nb n

A 0.07 ,0.17 0.91 0,011 0.004 0.024 0.22 0.15 0.54

P

B 0.13 0.25 1.2厶 0.016 0.004 0.022 0.13 0.021

C 0.05 0.28 1.40 0.007 0.001 0.020 0.04 0.23 0.008

鋼 v Ti Τα B W Co Ca Rem N* 〇*

A 0.035 0.011 0.0005 0.0021 0.0007 26 30 B 0.0035 33 31

C 0.013 0.005 0.0006 0.012 28 26

第 2表 cpl)

鋼 mis. D _RnU2) Ή7 fin ¾Jl XT' TX. Q3) 1 N 1 ⁵⁾

Λ

A

一リリリ

A Λー j リリ j リ U

Λ一 /

U o

A Λ— C ΌT リリリ

A Λ— C b リ氺 o U o 〇

A -フ〇〇〇〇〇

A— 8 〇* 〇 o 〇〇

B— 1 〇 o 〇 o 〇

B - 2 〇〇〇 o 〇 o

B-3 〇 o 〇〇〇 O 〇

B - 4 〇〇〇〇 o 〇

C一 1 o 〇〇〇〇〇

C-2 〇〇〇〇〇〇〇

C一 3 〇〇〇〇〇〇〇〇

C一 4 〇〇〇〇〇〇〇

C-5 〇〇〇〇 o

C-6 〇〇〇〇〇〇

C-7 〇 o 〇〇〇〇〇

C-8 〇〇〇〇〇〇

1 ) 均一拡散熱処理、 2 ) 予備圧延、 3 ) 焼入、 4 ) 焼戻、 5 ) 焼きならし * ：铸造組織を仮定した一貫■!十算も実施。却）、熱処理（焼入、焼戻、焼きならし）の各工程において工程条件、鐦成分、サイズなどから各工程の鐧材特性指標を算出し、最終工程の金属組織情報および固溶 ·析出情報（量 •サイズ）などにより材質を推定するようにしたので、次に記載する効果を奏する。

( 1 ) 従来のように完成品に対する検査測定が大幅に簡略' 化ないしは不要になった。

( 2 ) 製造段階で材質仕様を確実に実現可能な製造条件が設定可能となった。

( 3 ) 製造中、各工程で材質を予測し、材質仕様を満足するように工程条件を制御する、材質予測制御が可能となった _c

( 4 ) 新鐦材、新プロセス開発において想定する条件の付与で材質が推定可能であり、開発の負荷と期間を大幅に削減することが可能となった。産業上の利用可能性

以上のように、本発明に係る鋼材の材質予測方法は、鉄鋼業においては厚板、ホットコイル、形鋼などに幅広く適用できる。また、この材質予測方法を用いることにより高精度な材質や工程の制御、成分設計などが容易におこなえる。

Claims

請求の範囲

1. 連続铸造法または鋼塊法により铸造された鋼片に少なくとも圧延および冷却を施して製造される鋼材に対し、鋼成分および製造条件に基づいて鋼材の材質を予測する方法であつて、

少なくとも鋼片サイズ、引抜速度、冷却水量密度、時間を含む铸造条件に基づいて鋼片の温度を算出すると共に、鐧片温度および鋼成分情報に基づいて少なくとも等軸晶率、柱状晶率、等軸および柱状オーステナイト粒径、固溶 · 析出状態. 偏析の状態 ·濃度を含む铸造後金属組織状態を算出するステップと、

圧延前の金属組織状態と、少なくとも各パスにおける入 · 出側の鋼材のサイズ、パス間時間を含む圧延条件から算出される鋼材の温度と、に基づいて、少なくともオーステナイト粒径、単位体積当たりのオーステナイト粒界面積、オーステナイト中の転位密度、固溶 ·析 β状態を含む圧延後金属組織状態を算出するステップと、

冷却前の金属組織状態と、少なくとも水冷 · 空冷区分、冷却装置内の水量密度 ·通過速度を含む冷却条件から算出される鋼材の温度と、に基づいて、少なくともフヱライト、パーライト、ペイナイト、マルテンサイトの各組織分率、フェライト粒径、固溶 ·析出状態を含む冷却後金属組織状態を算出するステップと、

最終的な金属組織状態に基づいて鋼材の材質を算出するステツプと、

を具備する鋼材の材質予測方法。

2. 圧延に先立ち実施されることのある再加熱に対応して、再加熱前の金属組織状態と、少なくとも炉雰囲気温度、在炉時間を含む再加熱条件から算出される鐧片の温度と、に基づいて、少なくともオーステナィト粒径、各元素の固溶 ·析出状態を含む再加熱後金属組織状態を算出するステツプ、を更に具備する請求の範囲第 1項記載の方法。

3. 鐯造に次いで実施されることのある均一拡散熱処理に対応して、

鐯造後の金属組織状態と、少なくとも炉雰囲気温度、在炉時間、炉抽出後の冷却条件を含む均一拡散熱処理条件と、に基づいて、少なくとも各元素の固溶 ·析出状態、偏折の状態 •濃度を含む均一拡散熱処理後金属組織状態を算出するステップ、

を更に具備する請求の範囲第 2項記載の方法。

4. 均一拡散熱処理に次いで実施されることのある予備圧延に対応して、

均一拡散熱処理後の金属組織状態を初期条件として、少なくとも各元素の固溶 ·析出状態、偏折の状態 ·濃度を含む予備圧延後金属組織状態を算出するステツプであって、

予備圧延における再加熱前の金属組織状態と、少なくとも炉雰囲気温度、在炉時間を含む再加熱条件から算出される鋼片の温度と、に基づいて、少なくともオーステナイト粒径、各元素の固溶 ·析出状態を含む、予備圧延における再加熱後金属組維状態を算出するサブステップと、

予備圧延における圧延前の金属組織状態と、少なくとも各パスにおける入 · 出側の鋼材のサイズ、パス間時間を含む圧' 延条件から算出される鋼材の温度と、に基づいて、少なくともオーステナイト粒径、オーステナイト中の転位密度、固溶 •析出状態を含む、予備圧延における圧延後金属組織状態を算出するサブステップと、

予備圧延における冷却前の金属組織状態と、少なくとも水冷 · 空冷区分、冷却装置内の水量密度 ·通過速度を含む冷却条件から算出される鋼材の温度と、に基づいて、少なくともフェライト、ノーライト、ベイナイト、マルテンサイトの各組織分率、フェライト粒径、固溶 ·析出状態を含む冷却後金属組織状態を算出するステップと、

からなるステップ、

を更に具備する請求の範囲第 3項記載の方法。

5. 铸造に次いで実施されることのある予備圧延に対応して. 铸造後の金属組織状態を初期条件として、少なくとも各元素の固溶 ·析出状態、偏析の状態，濃度、組織分率、フェラィト粒径を含む予備圧延後金属組織状態を算出するステップであって、

予備圧延における再加熱前の金属組織状態と、少なくとも炉雰囲気温度、在炉時閭を含む再加熱条件から算出される鐧片の温度と、に基づいて、少なくともオーステナイト粒径、各元素の固溶 ·析出状態を含む、予備圧延における再加熱後金属組織状態を算出するサブステップと、

予備圧延における圧延前の金属組織状態と、少なくとも各パスにおける入 · 出側の鋼材のサイズ、パス間時間を含む圧- 延条件から算出される鋼材の温度と、に基づいて、少なくともオーステナイト粒径、オーステナイト中の転位密度、固溶，析出状態を含む、予備圧延における圧延後金属組織状態を算出するサブステップと、

予備圧延における冷却前の金属組織状態と、少なくとも水冷 ·空冷区分、冷却装置内の水量密度 ·通過速度を含む冷却条件から算出される鋼材の温度と、に基づいて、少なくともフェライト、パーライト、べィナイト、マルテンサイトの各組織分率、フェライト粒径、固溶 ·析出状態を含む、予備圧延における冷却後金属組織状態を算出するステップと、

からなるステップ、 .

を更に具備する請求の範囲第 2項記載の方法。

6. 冷却に次いで実施されることのある焼戻に対応して、焼戻前の金属組織状態と、少なくとも加熱 ·冷却条件を含む焼戻条件と、に基づいて、少なくともフヱライト、パーラィト、ペイナイト、マルテンサイトの各組織分率、フェライト粒径、析出物の量，サイズ、固溶状態を含む焼戻後金属組織状態を算出するステツプ、を更に具備する請求の範囲第 1項から第 5項のいずれか 1 項に記載の方法。

7. 焼戻に先立ち実施されることのある焼入に対応して、冷却後の金属組織状態と、少なくとも加熱 · 冷却条件を含む焼入条件と、に基づいて、少なくとも固溶 · 析出状態、フエライト、ノ、。一ライト、ベイナイト、マルテンサイトの各組線分率、フェライト粒径を含む焼入後金属組織状態を算出するステップ、

を更に具備する請求の範囲第 6項記載の方法。

8. 冷却に次いで実施されることのある焼きならしに対応して、

冷却後の金属組織状態と、少なくとも加熱 . 冷却条件を含む焼きならし条件と、に基づいて、少なくとも固溶 · 析出状態、フヱライト、ノ、。一ライト、ベイナイト、マルテンサイトの各組織分率、フライト粒径を含む焼きならし後金属組織状態を算出するステップ、

を更に具備する請求の範囲第 1項から第 5項のいずれか 1 項に記載の方法。

9. 連続铸造法または鋼塊法により铸造された鋼片に、少なくとも再加熱、圧延、冷却および焼戻を施して製造される鋼材に対し、鋼成分および製造条件に基づいて鋼材の材質を予測する方法であって、圧延前の金属組織状態と、少なくとも各パスにおける入 · 出側の鐧材のサイズ、パス間時間を含む圧延条件から算出される鋼材の温度と、に基づいて、少なくともオーステナイト粒径、単位体積当たりのオーステナイト粒界面積、オーステナイト中の転位密度、固溶 ·析出状態を含む圧延後金属組織状態を算出するステップと、

冷却前の金属組織状態と、少なくとも水冷 ·空冷区分、冷却装置内の水量密度 ·通過速度を含む冷却条件から算出される鐦材の温度と、に基づいて、少なくともフヱライト、パーライト、べィナイト、マルテンサイトの各組織分率、フェライト粒径、固溶 ·析出状態を含む冷却後金属組織状態を算出するステップと、

焼戻前の金属組織状態と、少なぐとも加熱 · 冷却条件を含む焼戻条件と、に基づいて、少なくともフヱライト、パーラィト、べィナイト、マルテンサイトの各組織分率、フェライト粒径、析出物の量 ·サイズ、固溶状態を含む焼戻後金属組織状態を算出するステップと、

を具備する鋼材の材質予測方法。

10. 焼戻に先立ち実施されることのある焼入に対応して、冷却後の金属組織状態と、少なくとも加熱 · 冷却条件を含む焼入条件と、に基づいて、少なくとも固溶 ·析出状態、フエライト、ノ、'一ライト、ベイナイト、マルテンサイトの各組織分率、フェライト粒径を含む焼入後金属組織状態を算出するステップ、

を更に具備する請求の範囲第 9項記載の方法。

1 1. 連続铸造法または鋼塊法により铸造された鋼片に、再加熱、圧延、冷却および焼きならしを施して製造される鋼材に- 対し、鋼成分および製造条件に基づいて鋼材の材質を予測する方法であって、

圧延前の金属組織状態と、少なくとも各パスにおける入 · 出側の鋼材のサイズ、パス間時間を含む圧延条件から算出される鋼材の温度と、に基づいて、少なくともオーステナイト粒径、単位体積当たりのオーステナイト粒界面積、オーステナイト中の転位密度、固溶 · 析出状態を含む圧延後金属組織状態を算出するステップと、

冷却前の金属組織状態と、少なくとも水冷 · 空冷区分、冷却装置内の水量密度 ·通過速度を含む冷却条件から算出される鋼材の温度と、に基づいて、少なくともフェライト、パーライト、ペイナイト、マルテンサイトの各組織分率、フェライト粒径、固溶 ·析出状態を含む冷却後金属組織状態を算出するステップと、

冷却後の金属組織状態と、少なくとも加熱 · 冷却条件を含む焼きならし条件と、に基づいて、少なくとも固溶 ·析出状態、フェライト、パーライト、ベイナイト、マルテンサイトの各組繊分率、フユライト粒径を含む焼きならし後金属組織状態を算出するステップと、最終的な金属組織状態に基づいて鋼材の材質を算出するステツプと、

を具備する鋼材の材質予測方法。