JP2003129133A - 高強度高靭性厚鋼板の製造方法 - Google Patents
高強度高靭性厚鋼板の製造方法Info
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Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【課題】 高強度高靭性厚板鋼板の製造方法を提供する
こと。 【解決手段】 質量％で、Ｃ：０．０１〜０．１８％、
Ｓｉ：０．０１〜０．５％、Ｍｎ：０．６〜３％、Ｐ：
０．０２％以下、Ｓ：０．０２％以下、Ｔｉ：０．００
５〜０．０５％、Ｎｂ：０．０１〜０．０５％、Ｎ：
０．００１〜０．０１％を含有し、さらにＭｇ，Ａｌ，
Ｃａの２種以上と、残部Ｆｅ及び不可避不純物からなる
成分の鋳片を、Ａｃ3 以上の温度に加熱後圧下せずに又
は圧下を加えた後圧下を中断し、板厚平均温度がＡｒ3
点＋１００℃以下Ａｒ3 点以上の温度になるまで、鋼板
表面の冷速が２℃／ｓ以上５０℃／ｓ以下となるよう冷
却し、冷却終了後板厚中心部の温度がＡｒ3 点＋１００
℃以下Ａｒ3 点以上の温度に低下し、表層がＡｃ1 点以
上に復熱するまで放置後、累積圧下率が３０％以上９９
％以下でＡｒ3 −２００℃以上の温度で終了する圧延を
行ない、板厚中心のフェライト粒径を２０μｍ以下とす
る。
こと。 【解決手段】 質量％で、Ｃ：０．０１〜０．１８％、
Ｓｉ：０．０１〜０．５％、Ｍｎ：０．６〜３％、Ｐ：
０．０２％以下、Ｓ：０．０２％以下、Ｔｉ：０．００
５〜０．０５％、Ｎｂ：０．０１〜０．０５％、Ｎ：
０．００１〜０．０１％を含有し、さらにＭｇ，Ａｌ，
Ｃａの２種以上と、残部Ｆｅ及び不可避不純物からなる
成分の鋳片を、Ａｃ3 以上の温度に加熱後圧下せずに又
は圧下を加えた後圧下を中断し、板厚平均温度がＡｒ3
点＋１００℃以下Ａｒ3 点以上の温度になるまで、鋼板
表面の冷速が２℃／ｓ以上５０℃／ｓ以下となるよう冷
却し、冷却終了後板厚中心部の温度がＡｒ3 点＋１００
℃以下Ａｒ3 点以上の温度に低下し、表層がＡｃ1 点以
上に復熱するまで放置後、累積圧下率が３０％以上９９
％以下でＡｒ3 −２００℃以上の温度で終了する圧延を
行ない、板厚中心のフェライト粒径を２０μｍ以下とす
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、厚鋼板、特に５０
mm以上の板厚を有する高強度高靭性厚板鋼板の製造方法
に関するものであり、主に鉄鋼業において適用される。
mm以上の板厚を有する高強度高靭性厚板鋼板の製造方法
に関するものであり、主に鉄鋼業において適用される。
【０００２】
【従来の技術】海洋構造物や橋梁等の構造部材として使
用される厚鋼板は、要求される強度が高強度化する場合
のみならず、使用される環境が厳しくなる場合にも必要
な板厚は増す傾向にある。従来、強度、靭性の優れた厚
鋼板を製造する方法として、ＴＭＣＰ（Ｔｈｅｒｍｏ―
Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ Ｐｒｏ
ｃｅｓｓ）技術が発達し、加熱、圧延、冷却における組
織制御によって最終組織の微細化が図られてきた。しか
しながら、板厚が大きくなるほど、また厚板中心部に近
づくほど、圧延、冷却による組織微細化の効果は小さく
なり、板厚中心部の強度、靭性が低下する。そこで高強
度鋼の場合では、強度をあげるために合金の添加がしば
しば行われるが、合金の添加量を多くすると靭性がさら
に低下するという問題がある。
用される厚鋼板は、要求される強度が高強度化する場合
のみならず、使用される環境が厳しくなる場合にも必要
な板厚は増す傾向にある。従来、強度、靭性の優れた厚
鋼板を製造する方法として、ＴＭＣＰ（Ｔｈｅｒｍｏ―
Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ Ｐｒｏ
ｃｅｓｓ）技術が発達し、加熱、圧延、冷却における組
織制御によって最終組織の微細化が図られてきた。しか
しながら、板厚が大きくなるほど、また厚板中心部に近
づくほど、圧延、冷却による組織微細化の効果は小さく
なり、板厚中心部の強度、靭性が低下する。そこで高強
度鋼の場合では、強度をあげるために合金の添加がしば
しば行われるが、合金の添加量を多くすると靭性がさら
に低下するという問題がある。
【０００３】一方、靭性を向上させる方法としては、未
再結晶温度域において圧下を加えることが有効である。
しかし、圧下の効果は、板厚が厚い場合では板厚中心部
まで十分にいきわたらず、圧下による靭性の向上効果は
飽和してしまう。そこで、板厚方向に故意に温度差をつ
け板厚表層部を板厚中心部より硬化させ、板厚方向の変
形抵抗差を増大させた状態で圧下を加えることにより板
厚中心部を強圧下する手法がとられてきた。もちろんこ
の場合も、板厚中心部の温度をオーステナイトの未再結
晶温度域にまで低下させることが必要であることに変わ
りはないが、あまり温度が下がりすぎると板厚表層部で
変態が開始しフェライトが出現する。このフェライトは
引続いて行われる圧下により加工を受け、いわゆる加工
フェライトとなって靭性を損なうという問題がある。
再結晶温度域において圧下を加えることが有効である。
しかし、圧下の効果は、板厚が厚い場合では板厚中心部
まで十分にいきわたらず、圧下による靭性の向上効果は
飽和してしまう。そこで、板厚方向に故意に温度差をつ
け板厚表層部を板厚中心部より硬化させ、板厚方向の変
形抵抗差を増大させた状態で圧下を加えることにより板
厚中心部を強圧下する手法がとられてきた。もちろんこ
の場合も、板厚中心部の温度をオーステナイトの未再結
晶温度域にまで低下させることが必要であることに変わ
りはないが、あまり温度が下がりすぎると板厚表層部で
変態が開始しフェライトが出現する。このフェライトは
引続いて行われる圧下により加工を受け、いわゆる加工
フェライトとなって靭性を損なうという問題がある。
【０００４】そこで特開昭６３−３０７２１６号公報で
は、加工段階で一度板厚表層部を冷却して板厚中心部か
らの復熱を利用して板厚方向での温度差を調整させてい
る。すなわち、圧延の途中の段階で一度圧延を止め、板
厚の平均温度がＡｒ3 点〜Ａｒ3 ＋５０℃になるまで冷
却し、復熱により板厚表層部と板厚表面部の温度差が小
さくなり、板厚中心部の温度がＡｒ3 点〜Ａｒ3 ＋５０
℃になるまで放置したのちに再び圧下を加えることで靭
性向上を図っている。しかし、この方法でも板厚が大き
くなると、板厚中心部がＡｒ3 点〜Ａｒ3 ＋５０℃に下
がるまでに時間がかかり、板厚中心部のオーステナイト
粒が粗大化するため靭性は低値となる。また、高強度鋼
においても、合金添加によりＡｒ3 点が低下するため、
板厚中心部がＡｒ3 点〜Ａｒ3 ＋５０℃に下がるまでに
時間がかかり靭性は低値となる。このことから高強度厚
手材においては板厚中心部で十分な靭性を確保すること
は困難であった。
は、加工段階で一度板厚表層部を冷却して板厚中心部か
らの復熱を利用して板厚方向での温度差を調整させてい
る。すなわち、圧延の途中の段階で一度圧延を止め、板
厚の平均温度がＡｒ3 点〜Ａｒ3 ＋５０℃になるまで冷
却し、復熱により板厚表層部と板厚表面部の温度差が小
さくなり、板厚中心部の温度がＡｒ3 点〜Ａｒ3 ＋５０
℃になるまで放置したのちに再び圧下を加えることで靭
性向上を図っている。しかし、この方法でも板厚が大き
くなると、板厚中心部がＡｒ3 点〜Ａｒ3 ＋５０℃に下
がるまでに時間がかかり、板厚中心部のオーステナイト
粒が粗大化するため靭性は低値となる。また、高強度鋼
においても、合金添加によりＡｒ3 点が低下するため、
板厚中心部がＡｒ3 点〜Ａｒ3 ＋５０℃に下がるまでに
時間がかかり靭性は低値となる。このことから高強度厚
手材においては板厚中心部で十分な靭性を確保すること
は困難であった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記のよう
な現状に鑑み、板厚の大きな高強度鋼においても、板厚
表層部の靭性を低下させずに板厚中心部の靭性を向上さ
せることができる高強度高靭性厚板鋼板の製造方法を提
供することをその課題としている。
な現状に鑑み、板厚の大きな高強度鋼においても、板厚
表層部の靭性を低下させずに板厚中心部の靭性を向上さ
せることができる高強度高靭性厚板鋼板の製造方法を提
供することをその課題としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明者らは鋭意検討の
結果、５０mm厚以上の厚鋼板においても中心部のフェラ
イト粒径が２０μｍにできるような圧延途中冷却の条件
と鋼成分の組み合わせを見出した。本発明は、かかる知
見に基づき完成されたもので、その要旨とするところは
以下の通りである。 （１）質量％で、Ｃ：０．０１〜０．１８％、Ｓｉ：
０．０１〜０．５％、Ｍｎ：０．６〜３％、Ｐ：０．０
２％以下、Ｓ：０．０２％以下、Ｔｉ：０．００５〜
０．０５％、Ｎｂ：０．０１〜０．０５％、Ｎ：０．０
０１〜０．０１％を含有し、さらに、Ｍｇ：０．０００
１〜０．００４％、Ａｌ：０．０００１〜０．１％、Ｃ
ａ：０．０００５〜０．００３％の２種以上を含有し、
残部はＦｅおよび不可避不純物からなる鋼成分とし、鋳
片をＡｃ3 以上の温度に加熱後圧下せずに、もしくは圧
下を加えた後圧下を中断し、板厚平均温度がＡｒ3 点＋
１００℃以下Ａｒ3 点以上の温度になるまで、鋼板表面
の冷速が２℃／ｓ以上５０℃／ｓ以下となるよう冷却
し、冷却終了後、板厚中心部の温度がＡｒ3 点＋１００
℃以下Ａｒ3 点以上の温度に低下し、かつ、表層がＡｃ
1 点以上の温度に復熱するまで放置し、その後、累積圧
下率が３０％以上９９％以下でＡｒ3 −２００℃以上の
温度で終了する圧延を行ない、板厚中心のフェライト粒
径を２０μｍ以下とすることを特徴とする高強度高靭性
厚鋼板の製造方法。 （２）鋼が、質量％で、Ｃｕ：０．０１〜１％、Ｎｉ：
０．２〜５％、Ｃｒ：０．０１〜１％、Ｍｏ：０．０１
〜１％、Ｖ：０．００１〜０．５％、Ｚｒ：０．０１〜
１％、Ｔａ：０．０１〜１％、Ｂ：０．０００１〜０．
００５％、ＲＥＭ：０．０００５〜０．０５％の１種ま
たは２種以上を、さらに含有することを特徴とする前記
（１）に記載の高強度高靭性厚鋼板の製造方法。
結果、５０mm厚以上の厚鋼板においても中心部のフェラ
イト粒径が２０μｍにできるような圧延途中冷却の条件
と鋼成分の組み合わせを見出した。本発明は、かかる知
見に基づき完成されたもので、その要旨とするところは
以下の通りである。 （１）質量％で、Ｃ：０．０１〜０．１８％、Ｓｉ：
０．０１〜０．５％、Ｍｎ：０．６〜３％、Ｐ：０．０
２％以下、Ｓ：０．０２％以下、Ｔｉ：０．００５〜
０．０５％、Ｎｂ：０．０１〜０．０５％、Ｎ：０．０
０１〜０．０１％を含有し、さらに、Ｍｇ：０．０００
１〜０．００４％、Ａｌ：０．０００１〜０．１％、Ｃ
ａ：０．０００５〜０．００３％の２種以上を含有し、
残部はＦｅおよび不可避不純物からなる鋼成分とし、鋳
片をＡｃ3 以上の温度に加熱後圧下せずに、もしくは圧
下を加えた後圧下を中断し、板厚平均温度がＡｒ3 点＋
１００℃以下Ａｒ3 点以上の温度になるまで、鋼板表面
の冷速が２℃／ｓ以上５０℃／ｓ以下となるよう冷却
し、冷却終了後、板厚中心部の温度がＡｒ3 点＋１００
℃以下Ａｒ3 点以上の温度に低下し、かつ、表層がＡｃ
1 点以上の温度に復熱するまで放置し、その後、累積圧
下率が３０％以上９９％以下でＡｒ3 −２００℃以上の
温度で終了する圧延を行ない、板厚中心のフェライト粒
径を２０μｍ以下とすることを特徴とする高強度高靭性
厚鋼板の製造方法。 （２）鋼が、質量％で、Ｃｕ：０．０１〜１％、Ｎｉ：
０．２〜５％、Ｃｒ：０．０１〜１％、Ｍｏ：０．０１
〜１％、Ｖ：０．００１〜０．５％、Ｚｒ：０．０１〜
１％、Ｔａ：０．０１〜１％、Ｂ：０．０００１〜０．
００５％、ＲＥＭ：０．０００５〜０．０５％の１種ま
たは２種以上を、さらに含有することを特徴とする前記
（１）に記載の高強度高靭性厚鋼板の製造方法。
【０００７】
【発明の実施の形態】以下に本発明について詳細に説明
する。従来の製造法で問題であるのは、板厚の増加や高
強度化のための合金添加によるＡｒ3 点の低下のため圧
延途中で行う冷却後の復熱に要する時間（放置時間）が
長時間化し、板厚中心部をはじめとする組織が粗大化す
ることである。そこで本発明者らは、復熱時の組織粗大
化抑制およびＡｒ3 点を上昇させる手段について鋭意研
究した。その結果、復熱時の組織の粗大化は、微細酸化
物、窒化物、硫化物を多く分散することにより抑制する
ことができ、特に、Ｔｉ添加鋼において、Ｍｇ、Ｃａ、
Ａｌのうち２種類以上を添加させ、複合酸化物を生成さ
せることにより格段に組織の粗大化が抑制させることを
見出した。さらに本発明者らは、これらの添加が同時に
Ａｒ3 点を無添加の場合に比べ１０〜５０℃上昇するこ
とを見出した。
する。従来の製造法で問題であるのは、板厚の増加や高
強度化のための合金添加によるＡｒ3 点の低下のため圧
延途中で行う冷却後の復熱に要する時間（放置時間）が
長時間化し、板厚中心部をはじめとする組織が粗大化す
ることである。そこで本発明者らは、復熱時の組織粗大
化抑制およびＡｒ3 点を上昇させる手段について鋭意研
究した。その結果、復熱時の組織の粗大化は、微細酸化
物、窒化物、硫化物を多く分散することにより抑制する
ことができ、特に、Ｔｉ添加鋼において、Ｍｇ、Ｃａ、
Ａｌのうち２種類以上を添加させ、複合酸化物を生成さ
せることにより格段に組織の粗大化が抑制させることを
見出した。さらに本発明者らは、これらの添加が同時に
Ａｒ3 点を無添加の場合に比べ１０〜５０℃上昇するこ
とを見出した。
【０００８】そして、このような成分系を有する鋳片を
Ａｃ3 以上の温度に加熱後、速やかに圧下を加えた後圧
下を中断し、引き続き板厚平均温度がＡｒ3 点＋１００
℃以下Ａｒ3 点以上の温度になるまで２℃／ｓ以上５０
℃／ｓ以下の鋼板表面冷速で冷却し、冷却終了後、板厚
中心部の温度がＡｒ3 点以上Ａｒ3 ＋１００℃以下の温
度に低下し、かつ、表層がＡｃ1 点以上の温度に復熱す
るまで放置し、その後、累積圧下率３０％以上９９％以
下で圧延することにより、板厚中心部のフェライト粒径
を２０μｍ以下に抑えることができ、このことにより板
厚中心部の靭性が飛躍的に向上することを見出した。な
お、板厚中心部のフェライト粒径は２０μｍ以下小さい
方が好ましいが、圧延コストなどを度外視して１μｍ未
満の細粒を得る必要はない。
Ａｃ3 以上の温度に加熱後、速やかに圧下を加えた後圧
下を中断し、引き続き板厚平均温度がＡｒ3 点＋１００
℃以下Ａｒ3 点以上の温度になるまで２℃／ｓ以上５０
℃／ｓ以下の鋼板表面冷速で冷却し、冷却終了後、板厚
中心部の温度がＡｒ3 点以上Ａｒ3 ＋１００℃以下の温
度に低下し、かつ、表層がＡｃ1 点以上の温度に復熱す
るまで放置し、その後、累積圧下率３０％以上９９％以
下で圧延することにより、板厚中心部のフェライト粒径
を２０μｍ以下に抑えることができ、このことにより板
厚中心部の靭性が飛躍的に向上することを見出した。な
お、板厚中心部のフェライト粒径は２０μｍ以下小さい
方が好ましいが、圧延コストなどを度外視して１μｍ未
満の細粒を得る必要はない。
【０００９】板厚平均温度は、熱伝導方程式から計算さ
れるが、簡便には水冷開始時の表面温度Ｔ0 、水冷後の
表面温度Ｔs とから、（３Ｔ0 ＋Ｔs ）／４で算出して
もよい。本発明では、Ｎｂを添加することにより、冷却
を停止する条件である平均板厚温度の上限、および復熱
後の圧延を開始する条件である板厚中心部の温度の上限
をともに、従来のＡｒ3 ＋５０℃からＡｒ3 ＋１００℃
にまで緩和できた。
れるが、簡便には水冷開始時の表面温度Ｔ0 、水冷後の
表面温度Ｔs とから、（３Ｔ0 ＋Ｔs ）／４で算出して
もよい。本発明では、Ｎｂを添加することにより、冷却
を停止する条件である平均板厚温度の上限、および復熱
後の圧延を開始する条件である板厚中心部の温度の上限
をともに、従来のＡｒ3 ＋５０℃からＡｒ3 ＋１００℃
にまで緩和できた。
【００１０】次に、製造法条件の詳細について説明をす
る。圧延前の加熱に関しては、圧延前の鋼板がγ組織で
あること、すなわちＡｃ3以上の温度になっていること
が必要である。しかし、Ａｃ3 以上であれば鋳造後にこ
れを冷片にし再加熱する必要は特になく、鋳造後冷却途
中であってもよい。また、冷却後に板厚中心部靭性の向
上をはかるための圧下として、累積圧下率で３０％以上
の圧下が必要なため、冷却前にある程度の厚みを残して
圧下を中断する必要がある。この場合冷却前に特に圧下
を加えなくても差し支えがない。水冷は、冷却前に圧下
をしない場合は鋳片加熱温度以下で開始できる。水冷開
始温度の下限はＡｃ3 −１００℃が好ましく、冷却前に
圧下する場合でもＡｃ3 −１００℃以上で開始した方が
よい。
る。圧延前の加熱に関しては、圧延前の鋼板がγ組織で
あること、すなわちＡｃ3以上の温度になっていること
が必要である。しかし、Ａｃ3 以上であれば鋳造後にこ
れを冷片にし再加熱する必要は特になく、鋳造後冷却途
中であってもよい。また、冷却後に板厚中心部靭性の向
上をはかるための圧下として、累積圧下率で３０％以上
の圧下が必要なため、冷却前にある程度の厚みを残して
圧下を中断する必要がある。この場合冷却前に特に圧下
を加えなくても差し支えがない。水冷は、冷却前に圧下
をしない場合は鋳片加熱温度以下で開始できる。水冷開
始温度の下限はＡｃ3 −１００℃が好ましく、冷却前に
圧下する場合でもＡｃ3 −１００℃以上で開始した方が
よい。
【００１１】また、冷却により到達する温度域を板厚平
均温度でＡｒ3 点＋１００℃以下Ａｒ3 点以上としたの
は、Ａｒ3 点＋１００℃超では、板厚中心部の復熱過程
で未済結晶域まで下がらないためであり、また、Ａｒ3
点未満の温度では復熱後の板表面温度が低すぎて、引続
いて行われる圧延により多量の加工フェライトを生じて
靭性に悪影響を与えるためである。
均温度でＡｒ3 点＋１００℃以下Ａｒ3 点以上としたの
は、Ａｒ3 点＋１００℃超では、板厚中心部の復熱過程
で未済結晶域まで下がらないためであり、また、Ａｒ3
点未満の温度では復熱後の板表面温度が低すぎて、引続
いて行われる圧延により多量の加工フェライトを生じて
靭性に悪影響を与えるためである。
【００１２】また、板厚表層部は冷却により一度オース
テナイトからフェライトに変態させた後、再びオーステ
ナイトへ変態させる必要があるが、冷却により到達する
温度域を板厚平均温度でＡｒ3 以上と制限する必要があ
るため、冷却時の冷却速度が小さすぎると板厚表面部で
変態する部分の割合が小さくなりすぎて、板厚中心部を
強圧下できなくなるため、冷速は鋼板表面において２℃
／ｓ以上とした。一方で冷却速度が大きすぎると板厚表
層部の復熱に時間がかかりすぎるため、冷却速度の上限
を５０℃／ｓとした。
テナイトからフェライトに変態させた後、再びオーステ
ナイトへ変態させる必要があるが、冷却により到達する
温度域を板厚平均温度でＡｒ3 以上と制限する必要があ
るため、冷却時の冷却速度が小さすぎると板厚表面部で
変態する部分の割合が小さくなりすぎて、板厚中心部を
強圧下できなくなるため、冷速は鋼板表面において２℃
／ｓ以上とした。一方で冷却速度が大きすぎると板厚表
層部の復熱に時間がかかりすぎるため、冷却速度の上限
を５０℃／ｓとした。
【００１３】また、冷却終了後板厚中心部の温度がＡｒ
3 点＋１００℃以下の温度域に低下するまで放置する理
由は、板厚中心部の温度をオーステナイトの未再結晶域
温度に低下させた後圧下を加えるためである。ただし、
放置しすぎると、板厚中心部においても変態が開始して
しまい靭性に悪影響をおよぼすため、放置後圧延を開始
する板厚中心部の温度はＡｒ3 点温度以上とした。板厚
中心温度は、熱伝導方程式から計算されるが、簡便には
水冷開始時の表面温度Ｔ0 、水冷後の表面温度Ｔs1、復
熱後の表面温度Ｔs2から、Ｔ0 ＋Ｔs1−Ｔ s2で算出して
もよい。
3 点＋１００℃以下の温度域に低下するまで放置する理
由は、板厚中心部の温度をオーステナイトの未再結晶域
温度に低下させた後圧下を加えるためである。ただし、
放置しすぎると、板厚中心部においても変態が開始して
しまい靭性に悪影響をおよぼすため、放置後圧延を開始
する板厚中心部の温度はＡｒ3 点温度以上とした。板厚
中心温度は、熱伝導方程式から計算されるが、簡便には
水冷開始時の表面温度Ｔ0 、水冷後の表面温度Ｔs1、復
熱後の表面温度Ｔs2から、Ｔ0 ＋Ｔs1−Ｔ s2で算出して
もよい。
【００１４】さらに、板厚表層部の復熱温度をＡｃ1 点
温度以上としたのは、Ａｃ1 点温度より低い場合では板
厚表面部にフェライトが残り加工を受けるために、板厚
表面部の靭性が低下するためである。圧延終了温度は、
冷却後圧延開始温度以下であればよいが、不要なフェラ
イト加工を避けるためＡｒ3 −２００℃以上とする。
温度以上としたのは、Ａｃ1 点温度より低い場合では板
厚表面部にフェライトが残り加工を受けるために、板厚
表面部の靭性が低下するためである。圧延終了温度は、
冷却後圧延開始温度以下であればよいが、不要なフェラ
イト加工を避けるためＡｒ3 −２００℃以上とする。
【００１５】次に成分限定の理由について説明する。
Ｃ：Ｃは鋼における母材強度を向上させる基本的な元素
として欠かせない元素であり、その有効な下限として
０．０１％以上の添加が必要であるが、０．１８％を超
える過剰の添加では、鋼材の溶接性や靱性の低下を招く
ので、その上限を０．１８％とした。
として欠かせない元素であり、その有効な下限として
０．０１％以上の添加が必要であるが、０．１８％を超
える過剰の添加では、鋼材の溶接性や靱性の低下を招く
ので、その上限を０．１８％とした。
【００１６】Ｓｉ：Ｓｉは製鋼上脱酸元素として必要な
元素であり０．０１％以上添加するが、０．５％を超え
るとＨＡＺ靱性を低下させるので０．５％を上限とす
る。
元素であり０．０１％以上添加するが、０．５％を超え
るとＨＡＺ靱性を低下させるので０．５％を上限とす
る。
【００１７】Ｍｎ：Ｍｎは、母材の強度および靱性の確
保に必要な元素であることから、０．６％以上添加する
ことが必要である。しかしながら、３％を超えるとＨＡ
Ｚ靱性を著しく阻害するために、その範囲を０．６〜３
％とした。
保に必要な元素であることから、０．６％以上添加する
ことが必要である。しかしながら、３％を超えるとＨＡ
Ｚ靱性を著しく阻害するために、その範囲を０．６〜３
％とした。
【００１８】Ｐ：Ｐは鋼の靱性に影響を与える元素であ
り、０．０２％を超えて含有すると靱性を著しく阻害す
るため、その含有される上限を０．０２％とした。
り、０．０２％を超えて含有すると靱性を著しく阻害す
るため、その含有される上限を０．０２％とした。
【００１９】Ｓ：Ｓは０．０２％を超えて過剰に添加さ
れると粗大な硫化物の生成の原因となり靱性を阻害する
ために、その含有される上限を０．０２％とした。
れると粗大な硫化物の生成の原因となり靱性を阻害する
ために、その含有される上限を０．０２％とした。
【００２０】Ｔｉ：Ｔｉは微量の添加で結晶粒の微細化
に有効であり、０．００５％以上添加する。しかし、
０．０５％超の添加では溶接部靭性を劣化させるため、
上限を０．０５％とした。
に有効であり、０．００５％以上添加する。しかし、
０．０５％超の添加では溶接部靭性を劣化させるため、
上限を０．０５％とした。
【００２１】Ｎｂ：Ｎｂは、未再結晶温度域を広げる上
で本発明においてもっとも重要な元素であり、また、炭
化物、窒化物を形成し強度の向上に効果がある元素であ
るが、０．０１％未満の添加ではその効果がなく、０．
０５％を超える添加では、靱性の低下を招くために、そ
の範囲を０．０１〜０．０５％とする。
で本発明においてもっとも重要な元素であり、また、炭
化物、窒化物を形成し強度の向上に効果がある元素であ
るが、０．０１％未満の添加ではその効果がなく、０．
０５％を超える添加では、靱性の低下を招くために、そ
の範囲を０．０１〜０．０５％とする。
【００２２】Ｎ：ＮはＡｌと共に窒化物を形成し結晶粒
の微細化に有効であり０．００１％以上添加するが、過
剰なＮの含有は溶接部の靭性を損なうため０．０１％以
下とした。
の微細化に有効であり０．００１％以上添加するが、過
剰なＮの含有は溶接部の靭性を損なうため０．０１％以
下とした。
【００２３】Ｍｇ、Ａｌ、Ｃａはこれらのうち２種以上
添加してその複合酸化物を生成させる。この複合酸化物
はＴｉの酸化物や窒化物の核として有効に作用し、Ｔｉ
を単独で添加したときよりも微細に分散しやすくなる。
Ｍｇ、Ａｌ、Ｃａの添加量は、２種以上の同時添加を前
提に、以下のように限定する。
添加してその複合酸化物を生成させる。この複合酸化物
はＴｉの酸化物や窒化物の核として有効に作用し、Ｔｉ
を単独で添加したときよりも微細に分散しやすくなる。
Ｍｇ、Ａｌ、Ｃａの添加量は、２種以上の同時添加を前
提に、以下のように限定する。
【００２４】Ｍｇ：Ｍｇは本発明の主たる合金元素であ
り、主に鋼中で酸化物を形成しγ粒の成長を抑制するこ
とから添加されるが、０．００４％を超えて添加される
と、粗大な酸化物が生成し易くなり、母材およびＨＡＺ
靱性の低下をもたらす。しかしながら、０．０００１％
未満の添加では、ピニング粒子として必要な酸化物の生
成が十分に期待できなくなるため、その添加範囲を０．
０００１〜０．００４％と限定した。
り、主に鋼中で酸化物を形成しγ粒の成長を抑制するこ
とから添加されるが、０．００４％を超えて添加される
と、粗大な酸化物が生成し易くなり、母材およびＨＡＺ
靱性の低下をもたらす。しかしながら、０．０００１％
未満の添加では、ピニング粒子として必要な酸化物の生
成が十分に期待できなくなるため、その添加範囲を０．
０００１〜０．００４％と限定した。
【００２５】Ａｌ：Ａｌは本発明の主たる合金元素であ
り、主に鋼中で酸化物を形成しγ粒の成長を抑制するこ
とから添加されるが、０．１％を超えて添加されると、
粗大な酸化物が生成し易くなり、母材およびＨＡＺ靱性
の低下をもたらす。しかしながら、０．０００１％未満
の添加では、ピニング粒子として必要な酸化物の生成が
十分に期待できなくなるため、その範囲を０．０００１
〜０．１％とした。
り、主に鋼中で酸化物を形成しγ粒の成長を抑制するこ
とから添加されるが、０．１％を超えて添加されると、
粗大な酸化物が生成し易くなり、母材およびＨＡＺ靱性
の低下をもたらす。しかしながら、０．０００１％未満
の添加では、ピニング粒子として必要な酸化物の生成が
十分に期待できなくなるため、その範囲を０．０００１
〜０．１％とした。
【００２６】Ｃａ：Ｃａは本発明の主たる合金元素であ
り、主に鋼中で酸化物を形成しオーステナイト粒の成長
を抑制することから添加されるが、０．００３％を超え
て添加されると、粗大な酸化物が生成し易くなり、母材
およびＨＡＺ靱性の低下をもたらす。しかしながら、
０．０００５％未満の添加では、ピニング粒子として必
要な酸化物の生成が十分に期待できなくなるため、その
添加範囲を０．０００５〜０．００３％と限定した。
り、主に鋼中で酸化物を形成しオーステナイト粒の成長
を抑制することから添加されるが、０．００３％を超え
て添加されると、粗大な酸化物が生成し易くなり、母材
およびＨＡＺ靱性の低下をもたらす。しかしながら、
０．０００５％未満の添加では、ピニング粒子として必
要な酸化物の生成が十分に期待できなくなるため、その
添加範囲を０．０００５〜０．００３％と限定した。
【００２７】なお、本発明においては、強度および靱性
を改善する元素として、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｖ、
Ｔａ、Ｂ、Ｚｒ、ＲＥＭの中で、１種または２種以上の
元素を添加することができる。
を改善する元素として、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｖ、
Ｔａ、Ｂ、Ｚｒ、ＲＥＭの中で、１種または２種以上の
元素を添加することができる。
【００２８】Ｃｕ：Ｃｕは、強度の上昇に有効な元素で
あるが、０．０１％未満では効果がなく、１％を超える
と鋼片加熱時や溶接時に割れを生じやすくする。従っ
て、その含有量を０．０１〜１％とした。
あるが、０．０１％未満では効果がなく、１％を超える
と鋼片加熱時や溶接時に割れを生じやすくする。従っ
て、その含有量を０．０１〜１％とした。
【００２９】Ｎｉ：Ｎｉは、強度の上昇に有効な元素で
あるが、０．０１％未満では効果がなく、過度の添加は
溶接性を損なうので５％を上限とした。
あるが、０．０１％未満では効果がなく、過度の添加は
溶接性を損なうので５％を上限とした。
【００３０】Ｃｒ：Ｃｒは析出強化による鋼の強度を向
上させるために、０．０１％以上の添加が有効である
が、多量に添加すると、焼入れ性を上昇させ、ベイナイ
ト組織を生じさせ、靱性を低下させる。従って、その上
限を１％とした。
上させるために、０．０１％以上の添加が有効である
が、多量に添加すると、焼入れ性を上昇させ、ベイナイ
ト組織を生じさせ、靱性を低下させる。従って、その上
限を１％とした。
【００３１】Ｍｏ：Ｍｏは、焼入れ性を向上させると同
時に、炭窒化物を形成し強度を改善する元素であり、そ
の効果を得るためには、０．０１％以上の添加が必要に
なるが、１％を超えた多量の添加は必要以上の強化とと
もに、靱性の著しい低下をもたらすために、その範囲を
０．０１〜１％とした。
時に、炭窒化物を形成し強度を改善する元素であり、そ
の効果を得るためには、０．０１％以上の添加が必要に
なるが、１％を超えた多量の添加は必要以上の強化とと
もに、靱性の著しい低下をもたらすために、その範囲を
０．０１〜１％とした。
【００３２】Ｖ：Ｖは、炭化物、窒化物を形成し強度の
向上に効果がある元素であるが、０．００１％未満の添
加ではその効果がなく、０．５％を超える添加では、逆
に靱性の低下を招くために、その範囲を０．００１〜
０．５％とした。
向上に効果がある元素であるが、０．００１％未満の添
加ではその効果がなく、０．５％を超える添加では、逆
に靱性の低下を招くために、その範囲を０．００１〜
０．５％とした。
【００３３】Ｚｒ、Ｔａ：ＺｒとＴａは炭化物、窒化物
を形成し強度の向上に効果がある元素であるが、０．０
１％未満の添加ではその効果がなく、１％を超える添加
では、逆に靱性の低下を招くために、その範囲を０．０
１〜１％とした。
を形成し強度の向上に効果がある元素であるが、０．０
１％未満の添加ではその効果がなく、１％を超える添加
では、逆に靱性の低下を招くために、その範囲を０．０
１〜１％とした。
【００３４】Ｂ：Ｂは一般に、固溶すると焼入れ性を増
加させるが、またＢＮとして固溶Ｎを低下させ、溶接熱
影響部の靱性を向上させる元素である。従って、０．０
００１％以上の添加でその効果を利用できるが、過剰の
添加は、靱性の低下を招くために、その上限を０．００
５％とした。
加させるが、またＢＮとして固溶Ｎを低下させ、溶接熱
影響部の靱性を向上させる元素である。従って、０．０
００１％以上の添加でその効果を利用できるが、過剰の
添加は、靱性の低下を招くために、その上限を０．００
５％とした。
【００３５】ＲＥＭ：ＲＥＭは硫化物を生成することに
より伸長ＭｎＳの生成を抑制し、鋼材の板厚方向の特
性、特に耐ラメラティアー性を改善する。この効果は
０．０００５％未満では得られないのでこれを下限値に
する。また０．０５％を超えると粗大な酸化物個数が増
加し、超微細なＭｇ含有酸化物の個数が低下するためそ
の上限を０．０５％とした。
より伸長ＭｎＳの生成を抑制し、鋼材の板厚方向の特
性、特に耐ラメラティアー性を改善する。この効果は
０．０００５％未満では得られないのでこれを下限値に
する。また０．０５％を超えると粗大な酸化物個数が増
加し、超微細なＭｇ含有酸化物の個数が低下するためそ
の上限を０．０５％とした。
【００３６】
【実施例】まず、表１に示す成分の本発明鋼及び比較鋼
について、表２に示す本発明方法および比較方法を適用
した場合、表３に示した最終フェライト粒径となり、２
０μｍ以下となる本発明鋼の強度、靭性は、表３に示し
た通り、明らかに優れた特性を示している。
について、表２に示す本発明方法および比較方法を適用
した場合、表３に示した最終フェライト粒径となり、２
０μｍ以下となる本発明鋼の強度、靭性は、表３に示し
た通り、明らかに優れた特性を示している。
【００３７】
【表１】
【００３８】
【表２】
【００３９】
【表３】
【００４０】
【発明の効果】以上、示したように本発明の製造方法に
よれば、板厚の大きな場合においても板厚全体にわたっ
て靱性に優れた高強度高靭性厚板鋼板が提供でき、その
産業上の価値は極めて高いといえる。
よれば、板厚の大きな場合においても板厚全体にわたっ
て靱性に優れた高強度高靭性厚板鋼板が提供でき、その
産業上の価値は極めて高いといえる。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 植森 龍治
千葉県富津市新富20−１ 新日本製鐵株式
会社技術開発本部内
(72)発明者 児島 明彦
千葉県君津市君津１番地 新日本製鐵株式
会社君津製鐵所内
Ｆターム(参考） 4K032 AA01 AA04 AA05 AA08 AA16
AA17 AA21 AA22 AA27 AA29
AA31 AA35 BA01 CA00 CB01
CB02 CC00
Claims (2)
- 【請求項１】 質量％で、 Ｃ ：０．０１〜０．１８％、 Ｓｉ：０．０１〜０．５％、 Ｍｎ：０．６〜３％、 Ｐ ：０．０２％以下、 Ｓ ：０．０２％以下、 Ｔｉ：０．００５〜０．０５％、 Ｎｂ：０．０１〜０．０５％、 Ｎ ：０．００１〜０．０１％を含有し、さらに、 Ｍｇ：０．０００１〜０．００４％、 Ａｌ：０．０００１〜０．１％、 Ｃａ：０．０００５〜０．００３％の２種以上を含有
し、残部はＦｅおよび不可避不純物からなる鋼成分と
し、 鋳片をＡｃ3 以上の温度に加熱後圧下せずに、もしくは
圧下を加えた後圧下を中断し、板厚平均温度がＡｒ3 点
＋１００℃以下Ａｒ3 点以上の温度になるまで、鋼板表
面の冷速が２℃／ｓ以上５０℃／ｓ以下となるよう冷却
し、冷却終了後、板厚中心部の温度がＡｒ3 点＋１００
℃以下Ａｒ3 点以上の温度に低下し、かつ、表層がＡｃ
1 点以上の温度に復熱するまで放置し、その後、累積圧
下率が３０％以上９９％以下でＡｒ3 −２００℃以上の
温度で終了する圧延を行ない、板厚中心のフェライト粒
径を２０μｍ以下とすることを特徴とする高強度高靭性
厚鋼板の製造方法。 - 【請求項２】 鋼が、質量％で、 Ｃｕ：０．０１〜１％、 Ｎｉ：０．０１〜５％、 Ｃｒ：０．０１〜１％、 Ｍｏ：０．０１〜１％、 Ｖ ：０．００１〜０．５％、 Ｚｒ：０．０１〜１％、 Ｔａ：０．０１〜１％、 Ｂ ：０．０００１〜０．００５％、 ＲＥＭ：０．０００５〜０．０５％の１種または２種以
上を、さらに含有することを特徴とする請求項１に記載
の高強度高靭性厚鋼板の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001326678A JP2003129133A (ja) | 2001-10-24 | 2001-10-24 | 高強度高靭性厚鋼板の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001326678A JP2003129133A (ja) | 2001-10-24 | 2001-10-24 | 高強度高靭性厚鋼板の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003129133A true JP2003129133A (ja) | 2003-05-08 |
Family
ID=19143024
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001326678A Withdrawn JP2003129133A (ja) | 2001-10-24 | 2001-10-24 | 高強度高靭性厚鋼板の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003129133A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN100447278C (zh) * | 2005-01-11 | 2008-12-31 | 宝山钢铁股份有限公司 | 一种可大线能量焊接的厚钢板及制造方法 |
| WO2014132627A1 (ja) | 2013-02-28 | 2014-09-04 | Ｊｆｅスチール株式会社 | 厚鋼板及び厚鋼板の製造方法 |
| CN104328350A (zh) * | 2014-11-25 | 2015-02-04 | 湖南华菱涟源钢铁有限公司 | 一种屈服强度960MPa级调质钢及其制造方法 |
| JP7261364B1 (ja) * | 2023-01-20 | 2023-04-19 | 株式会社神戸製鋼所 | 鋼板 |
-
2001
- 2001-10-24 JP JP2001326678A patent/JP2003129133A/ja not_active Withdrawn
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN100447278C (zh) * | 2005-01-11 | 2008-12-31 | 宝山钢铁股份有限公司 | 一种可大线能量焊接的厚钢板及制造方法 |
| WO2014132627A1 (ja) | 2013-02-28 | 2014-09-04 | Ｊｆｅスチール株式会社 | 厚鋼板及び厚鋼板の製造方法 |
| US10041159B2 (en) | 2013-02-28 | 2018-08-07 | Jfe Steel Corporation | Thick steel plate and production method for thick steel plate |
| CN104328350A (zh) * | 2014-11-25 | 2015-02-04 | 湖南华菱涟源钢铁有限公司 | 一种屈服强度960MPa级调质钢及其制造方法 |
| JP7261364B1 (ja) * | 2023-01-20 | 2023-04-19 | 株式会社神戸製鋼所 | 鋼板 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20050104 |