JP2003226931A - アレスト性に優れた直接焼入れ型高張力厚鋼板 - Google Patents
アレスト性に優れた直接焼入れ型高張力厚鋼板Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 本発明は、鋼板母材の脆性き裂伝播停止特性
が要求される溶接構造物に用いられる引張強さ９５０Ｎ
／ｍｍ2 級の高張力厚鋼板を提供する。 【解決手段】 重量％で、Ｃ：０．０７〜０．２％、Ｓ
ｉ：０．０１〜０．３０％、Ｍｎ：０．４〜１．５％、
Ｎｉ：１〜３．５％、Ｃｒ：０．１〜１％、Ｍｏ：０．
１〜１％、Ｖ：０．０１〜０．１０％、Ａｌ：０．０１
〜０．１０％、Ｂ：０．０００３〜０．００３０％、
Ｎ：０．００１０〜０．００７０％を含有し、圧延方向
の１／４ｔ部における引張強さが圧延方向の１／２ｔ部
よりも（０．５ｔ）ＭＰａ以上高く、圧延方向と板幅方
向および１／４ｔ部と１／２ｔ部における４種類の引張
強さのうち圧延方向の１／４ｔ部における引張強さが最
も高いことを特徴とする、アレスト性に優れた直接焼入
れ型高張力厚鋼板。
が要求される溶接構造物に用いられる引張強さ９５０Ｎ
／ｍｍ2 級の高張力厚鋼板を提供する。 【解決手段】 重量％で、Ｃ：０．０７〜０．２％、Ｓ
ｉ：０．０１〜０．３０％、Ｍｎ：０．４〜１．５％、
Ｎｉ：１〜３．５％、Ｃｒ：０．１〜１％、Ｍｏ：０．
１〜１％、Ｖ：０．０１〜０．１０％、Ａｌ：０．０１
〜０．１０％、Ｂ：０．０００３〜０．００３０％、
Ｎ：０．００１０〜０．００７０％を含有し、圧延方向
の１／４ｔ部における引張強さが圧延方向の１／２ｔ部
よりも（０．５ｔ）ＭＰａ以上高く、圧延方向と板幅方
向および１／４ｔ部と１／２ｔ部における４種類の引張
強さのうち圧延方向の１／４ｔ部における引張強さが最
も高いことを特徴とする、アレスト性に優れた直接焼入
れ型高張力厚鋼板。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、高張力鋼、特に鋼
板母材の脆性き裂伝播停止特性（アレスト性）が要求さ
れる溶接構造物用の高張力厚鋼板に関するものである。
板母材の脆性き裂伝播停止特性（アレスト性）が要求さ
れる溶接構造物用の高張力厚鋼板に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】溶接接構造物の大型化に伴い、これらに
使用される鋼板に対しても高強度化が要求されてきてお
り、揚水型水力発電所に使用される水圧鉄管（ペンスト
ック）においても、１９９９年にスイスのＣｌｕｅｓｏ
ｎ−Ｄｉｘｅｎｃｅ水力発電所にて世界で初めて９５０
Ｎ／ｍｍ2 鋼が採用された。しかし、２０００年１１月
１３日に発生したＣｌｕｅｓｏｎ−Ｄｉｘｅｎｃｅでの
水圧鉄管破壊事故が契機となり、９５０Ｎ／ｍｍ2 鋼に
おいても溶接部からの脆性き裂発生特性に加えて、鋼板
母材の脆性き裂伝播停止特性（アレスト性）の重要性
が、今改めて注目を浴びている。
使用される鋼板に対しても高強度化が要求されてきてお
り、揚水型水力発電所に使用される水圧鉄管（ペンスト
ック）においても、１９９９年にスイスのＣｌｕｅｓｏ
ｎ−Ｄｉｘｅｎｃｅ水力発電所にて世界で初めて９５０
Ｎ／ｍｍ2 鋼が採用された。しかし、２０００年１１月
１３日に発生したＣｌｕｅｓｏｎ−Ｄｉｘｅｎｃｅでの
水圧鉄管破壊事故が契機となり、９５０Ｎ／ｍｍ2 鋼に
おいても溶接部からの脆性き裂発生特性に加えて、鋼板
母材の脆性き裂伝播停止特性（アレスト性）の重要性
が、今改めて注目を浴びている。
【０００３】板厚２５〜１００ｍｍ未満の９５０Ｎ／ｍ
ｍ2 鋼については、既に幾つかの発明がある。例えば、
特開昭５９−１００２１４号公報には、鋼板圧延後に板
厚に応じた適切な水量密度で速やかに一斉冷却し、次い
で焼戻しをすることにより、長手方向および板厚方向の
材質が均一であることを特徴とする、厚肉高張力鋼の製
造方法が開示されている。特開昭６３−２６６０２３号
公報には、未再結晶域で圧延後１５０秒以内に直接焼入
れ、焼戻しを省略することにより低降伏比となることを
特徴とする、直接焼入れ法による降伏比９０％以下の高
靭性低降伏比高張力鋼板の製造方法が開示されている。
特開平２−１３３５２１号公報には、Ｎｂ添加と２回焼
入れによる相乗効果を活用することにより、引張強度９
７ｋｇｆ／ｍｍ2 以上並びに衝撃遷移温度：−６０℃以
下の性能を有することを特徴とする、靭性に優れた調質
型高張力鋼板の製造方法が開示されている。これらの発
明によれば９５０Ｎ／ｍｍ2 鋼が製造可能であるが、い
ずれもアレスト性についての記載はなく、これらの鋼板
がどのようなアレスト性を有するかは不明である。
ｍ2 鋼については、既に幾つかの発明がある。例えば、
特開昭５９−１００２１４号公報には、鋼板圧延後に板
厚に応じた適切な水量密度で速やかに一斉冷却し、次い
で焼戻しをすることにより、長手方向および板厚方向の
材質が均一であることを特徴とする、厚肉高張力鋼の製
造方法が開示されている。特開昭６３−２６６０２３号
公報には、未再結晶域で圧延後１５０秒以内に直接焼入
れ、焼戻しを省略することにより低降伏比となることを
特徴とする、直接焼入れ法による降伏比９０％以下の高
靭性低降伏比高張力鋼板の製造方法が開示されている。
特開平２−１３３５２１号公報には、Ｎｂ添加と２回焼
入れによる相乗効果を活用することにより、引張強度９
７ｋｇｆ／ｍｍ2 以上並びに衝撃遷移温度：−６０℃以
下の性能を有することを特徴とする、靭性に優れた調質
型高張力鋼板の製造方法が開示されている。これらの発
明によれば９５０Ｎ／ｍｍ2 鋼が製造可能であるが、い
ずれもアレスト性についての記載はなく、これらの鋼板
がどのようなアレスト性を有するかは不明である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、炭素
当量式が板厚５０ｍｍ以下ではＣｅｑ≦０．５９、Ｐｃ
ｍ≦０．２９、板厚５０ｍｍ超ではＣｅｑ≦０．６２、
Ｐｃｍ≦０．３３を満足し、降伏応力８８５Ｎ／ｍｍ2
以上、引張強さ９５０〜１１３０Ｎ／ｍｍ2 、シャルピ
ー衝撃エネルギー４７Ｊ以上（試験温度は板厚５０ｍｍ
以下は−５５℃、板厚５０ｍｍ超は−６０℃）、温度勾
配型ＥＳＳＯ試験における０℃でのアレスト靭性値（Ｋ
ｃａ値）が３００Ｎ／ｍｍ2 ・ｍ1/2 以上、好ましくは
４００Ｎ／ｍｍ2 ・ｍ1/2 以上の性能を有し、板厚２５
〜１００ｍｍ未満のアレスト性に優れた直接焼入れ型高
張力厚鋼板を提供することである。
当量式が板厚５０ｍｍ以下ではＣｅｑ≦０．５９、Ｐｃ
ｍ≦０．２９、板厚５０ｍｍ超ではＣｅｑ≦０．６２、
Ｐｃｍ≦０．３３を満足し、降伏応力８８５Ｎ／ｍｍ2
以上、引張強さ９５０〜１１３０Ｎ／ｍｍ2 、シャルピ
ー衝撃エネルギー４７Ｊ以上（試験温度は板厚５０ｍｍ
以下は−５５℃、板厚５０ｍｍ超は−６０℃）、温度勾
配型ＥＳＳＯ試験における０℃でのアレスト靭性値（Ｋ
ｃａ値）が３００Ｎ／ｍｍ2 ・ｍ1/2 以上、好ましくは
４００Ｎ／ｍｍ2 ・ｍ1/2 以上の性能を有し、板厚２５
〜１００ｍｍ未満のアレスト性に優れた直接焼入れ型高
張力厚鋼板を提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】一般に、脆性き裂伝播停
止特性はアレスト靭性値（Ｋca, Crack Arrest Toughne
ss) により評価することができ、アレスト靭性値は母材
靭性と相関があることが知られている（ＷＥＳ３００３
−１９９０解説）。しかし、同じ母材靭性でもアレスト
靭性値にはバラツキが見られ、アレスト性には母材靭性
以外の支配因子も影響しているものと推定されるが、こ
れについての知見はほとんどない。そこで、本発明者ら
は、温度勾配型ＥＳＳＯ試験によって測定される脆性き
裂伝播停止特性と引張特性との関係に着目して、かかる
目的を達成すべく種々の検討を行った。
止特性はアレスト靭性値（Ｋca, Crack Arrest Toughne
ss) により評価することができ、アレスト靭性値は母材
靭性と相関があることが知られている（ＷＥＳ３００３
−１９９０解説）。しかし、同じ母材靭性でもアレスト
靭性値にはバラツキが見られ、アレスト性には母材靭性
以外の支配因子も影響しているものと推定されるが、こ
れについての知見はほとんどない。そこで、本発明者ら
は、温度勾配型ＥＳＳＯ試験によって測定される脆性き
裂伝播停止特性と引張特性との関係に着目して、かかる
目的を達成すべく種々の検討を行った。
【０００６】引張特性を評価するための試験片の採取方
向と板厚位置については、９５０Ｎ／ｍｍ2 鋼はＪＩＳ
規格品ではないため、これよりも引張強さが低いＪＩＳ
Ｇ３１２８に記載の溶接構造用高降伏点鋼板に基づ
き、板幅方向の１／４ｔ部から採取する方法が一般的で
ある。
向と板厚位置については、９５０Ｎ／ｍｍ2 鋼はＪＩＳ
規格品ではないため、これよりも引張強さが低いＪＩＳ
Ｇ３１２８に記載の溶接構造用高降伏点鋼板に基づ
き、板幅方向の１／４ｔ部から採取する方法が一般的で
ある。
【０００７】しかし、ペンストックで脆性き裂が伝播し
得る方向は板幅方向と想定されることから、本発明者ら
は脆性き裂によって鋼板が引き裂かれる際の荷重負荷方
向である圧延方向の引張特性についても検討を行った。
これまでに９５０Ｎ／ｍｍ2鋼の圧延方向の引張特性に
ついて検討した例は少なく、わずかに特開平２−１３３
５２１号公報、特開平２−１４１５２８号公報に記載さ
れている程度である。また、板厚位置については、板厚
が２５〜１００ｍｍ未満と高強度材としては比較的厚い
ことから、板厚位置における引張特性の影響を確認する
ため、１／４ｔ部に加え、１／２ｔ部についても調査し
た。
得る方向は板幅方向と想定されることから、本発明者ら
は脆性き裂によって鋼板が引き裂かれる際の荷重負荷方
向である圧延方向の引張特性についても検討を行った。
これまでに９５０Ｎ／ｍｍ2鋼の圧延方向の引張特性に
ついて検討した例は少なく、わずかに特開平２−１３３
５２１号公報、特開平２−１４１５２８号公報に記載さ
れている程度である。また、板厚位置については、板厚
が２５〜１００ｍｍ未満と高強度材としては比較的厚い
ことから、板厚位置における引張特性の影響を確認する
ため、１／４ｔ部に加え、１／２ｔ部についても調査し
た。
【０００８】検討の結果、圧延方向の１／４ｔ部におけ
る引張強さが圧延方向の１／２ｔ部よりも（０．５ｔ）
ＭＰａ以上高く、圧延方向と板幅方向および１／４ｔ部
と１／２ｔ部における４種類の引張強さのうち圧延方向
の１／４ｔ部における引張強さが最も高く、あるいはさ
らに圧延方向の１／４ｔ部における降伏比が９７．０％
よりも大きいことを特徴とする直接焼入れ型の９５０Ｎ
／ｍｍ2 鋼では、ＥＳＳＯ試験によるアレスト性が著し
く向上することを見出した。ここで、降伏比は引張強さ
に対する降伏応力の割合のことである。
る引張強さが圧延方向の１／２ｔ部よりも（０．５ｔ）
ＭＰａ以上高く、圧延方向と板幅方向および１／４ｔ部
と１／２ｔ部における４種類の引張強さのうち圧延方向
の１／４ｔ部における引張強さが最も高く、あるいはさ
らに圧延方向の１／４ｔ部における降伏比が９７．０％
よりも大きいことを特徴とする直接焼入れ型の９５０Ｎ
／ｍｍ2 鋼では、ＥＳＳＯ試験によるアレスト性が著し
く向上することを見出した。ここで、降伏比は引張強さ
に対する降伏応力の割合のことである。
【０００９】図１に、従来材と本発明鋼のＥＳＳＯ試験
における脆性き裂の破面形態の模式図を示す。従来材で
は１／２ｔ部と１／４ｔ部の脆性き裂の長さはほぼ同じ
で脆性き裂はＵ字型であるが、本発明鋼では１／２ｔ部
よりも１／４ｔ部の方が脆性き裂の長さが短く脆性き裂
の形態はＶ字型になる。この結果から、本発明鋼では、
上記の引張特性を有する場合に、特に表面から１／４ｔ
部で脆性き裂の進展が抑制されることによって、アレス
ト性が向上するものと推測される。
における脆性き裂の破面形態の模式図を示す。従来材で
は１／２ｔ部と１／４ｔ部の脆性き裂の長さはほぼ同じ
で脆性き裂はＵ字型であるが、本発明鋼では１／２ｔ部
よりも１／４ｔ部の方が脆性き裂の長さが短く脆性き裂
の形態はＶ字型になる。この結果から、本発明鋼では、
上記の引張特性を有する場合に、特に表面から１／４ｔ
部で脆性き裂の進展が抑制されることによって、アレス
ト性が向上するものと推測される。
【００１０】また、本発明鋼は未再結晶域にて圧延した
直後に直接焼入れをして製造するため、圧延方向の１／
４ｔ部では、圧延で導入された加工歪により引張強度が
高くなり、加工歪によって生じた変形帯のため結晶粒径
が細粒化して、降伏比も上昇すると考えられる。以上述
べたように、板厚位置における引張強さの差や降伏比が
一定の条件を満足した鋼板では、特に板幅方向に伝播す
る脆性き裂に対して顕著なアレスト効果が現われること
を今回初めて知見したため、本発明を出願するに至った
ものである。
直後に直接焼入れをして製造するため、圧延方向の１／
４ｔ部では、圧延で導入された加工歪により引張強度が
高くなり、加工歪によって生じた変形帯のため結晶粒径
が細粒化して、降伏比も上昇すると考えられる。以上述
べたように、板厚位置における引張強さの差や降伏比が
一定の条件を満足した鋼板では、特に板幅方向に伝播す
る脆性き裂に対して顕著なアレスト効果が現われること
を今回初めて知見したため、本発明を出願するに至った
ものである。
【００１１】すなわち、本発明は、重量％で、Ｃ ：
０．０７〜０．２０％、Ｓｉ：０．０１〜０．３０％、
Ｍｎ：０．４０〜１．５０％、Ｎｉ：１．０〜３．５
％、Ｃｒ：０．１０〜１．０％、Ｍｏ：０．１０〜１．
０％、Ｖ ：０．０１〜０．１０％、Ａｌ：０．０１〜
０．１０％、Ｂ ：０．０００３〜０．００３０％、Ｎ
：０．００１０〜０．００７０％を含有し、その他は
Ｆｅおよび不可避的不純物からなり、圧延方向の１／４
ｔ部における引張強さが圧延方向の１／２ｔ部よりも
（０．５ｔ）ＭＰａ以上高く、圧延方向と板幅方向およ
び１／４ｔ部と１／２ｔ部における４種類の引張強さの
うち圧延方向の１／４ｔ部における引張強さが最も高い
ことを特徴とする、アレスト性に優れた直接焼入れ型高
張力厚鋼板。
０．０７〜０．２０％、Ｓｉ：０．０１〜０．３０％、
Ｍｎ：０．４０〜１．５０％、Ｎｉ：１．０〜３．５
％、Ｃｒ：０．１０〜１．０％、Ｍｏ：０．１０〜１．
０％、Ｖ ：０．０１〜０．１０％、Ａｌ：０．０１〜
０．１０％、Ｂ ：０．０００３〜０．００３０％、Ｎ
：０．００１０〜０．００７０％を含有し、その他は
Ｆｅおよび不可避的不純物からなり、圧延方向の１／４
ｔ部における引張強さが圧延方向の１／２ｔ部よりも
（０．５ｔ）ＭＰａ以上高く、圧延方向と板幅方向およ
び１／４ｔ部と１／２ｔ部における４種類の引張強さの
うち圧延方向の１／４ｔ部における引張強さが最も高い
ことを特徴とする、アレスト性に優れた直接焼入れ型高
張力厚鋼板。
【００１２】また、上記の発明において、さらにＣｕ：
０．０５〜０．５０％、Ｎｂ：０．００５〜０．０３０
％、Ｔｉ：０．００５〜０．０２０％、Ｃａ：０．００
１〜０．００８％の１種または２種以上を含有するこ
と、あるいは、圧延方向の１／４ｔ部における降伏比が
９７．０％よりも大きいことも本発明の特徴とすること
ができる。
０．０５〜０．５０％、Ｎｂ：０．００５〜０．０３０
％、Ｔｉ：０．００５〜０．０２０％、Ｃａ：０．００
１〜０．００８％の１種または２種以上を含有するこ
と、あるいは、圧延方向の１／４ｔ部における降伏比が
９７．０％よりも大きいことも本発明の特徴とすること
ができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】本発明において、成分範囲を限定
する理由は次の通りである。なお、本明細書において、
特に断りがない限り、「％」は「重量％」を意味するも
のとする。Ｃは、焼入れ性の確保と析出物形成元素とし
て必要であり、最低０．０７％の添加を必要とするが、
０．２０％を超えると母材靭性や溶接性が低下するた
め、Ｃ量は０．０７〜０．２０％とした。
する理由は次の通りである。なお、本明細書において、
特に断りがない限り、「％」は「重量％」を意味するも
のとする。Ｃは、焼入れ性の確保と析出物形成元素とし
て必要であり、最低０．０７％の添加を必要とするが、
０．２０％を超えると母材靭性や溶接性が低下するた
め、Ｃ量は０．０７〜０．２０％とした。
【００１４】Ｓｉは、脱酸効果および固溶強化元素であ
り、その効果が期待できる量として最低０．０１％は必
要であるが、０．３０％を超えると溶接性を低下させ、
また溶接熱影響部に島状マルテンサイト組織を現出させ
て靭性を著しく低下させるため、Ｓｉ量は０．０１〜
０．３０％とした。
り、その効果が期待できる量として最低０．０１％は必
要であるが、０．３０％を超えると溶接性を低下させ、
また溶接熱影響部に島状マルテンサイト組織を現出させ
て靭性を著しく低下させるため、Ｓｉ量は０．０１〜
０．３０％とした。
【００１５】Ｍｎは、Ｓを固定して熱間圧延時の粒界割
れを防止する効果と焼入れ性を確保する効果があり、最
低０．４０％は必要であるが、１．５０％を超えると母
材靭性および溶接性を低下させるため、Ｍｎ量は０．４
０〜１．５０％とした。
れを防止する効果と焼入れ性を確保する効果があり、最
低０．４０％は必要であるが、１．５０％を超えると母
材靭性および溶接性を低下させるため、Ｍｎ量は０．４
０〜１．５０％とした。
【００１６】Ｎｉは、焼入れ性とマトリックスの靭性確
保のため不可欠な重要元素であり、最低１．０％は必要
であるが、３．５％を超えると経済性が大幅に低下する
ため、Ｎｉ量は１．０〜３．５％とした。
保のため不可欠な重要元素であり、最低１．０％は必要
であるが、３．５％を超えると経済性が大幅に低下する
ため、Ｎｉ量は１．０〜３．５％とした。
【００１７】Ｃｒは、焼入れ性を確保する上で必須の元
素であり、最低０．１０％添加する必要があるが、１．
０％を超えて添加すると溶接性を著しく低下させるた
め、Ｃｒ量は０．１０〜１．０％とした。
素であり、最低０．１０％添加する必要があるが、１．
０％を超えて添加すると溶接性を著しく低下させるた
め、Ｃｒ量は０．１０〜１．０％とした。
【００１８】Ｍｏは、析出強化と固溶強化によるマトリ
ックス強化および焼入れ性確保の点から、最低０．１０
％添加する必要があるが、１．０％を超えると溶接性と
熱間加工性を低下させるため、Ｍｏ量は０．１０〜１．
０％とした。
ックス強化および焼入れ性確保の点から、最低０．１０
％添加する必要があるが、１．０％を超えると溶接性と
熱間加工性を低下させるため、Ｍｏ量は０．１０〜１．
０％とした。
【００１９】Ｖは、焼入れ性向上と炭窒化物により析出
強化のため必須元素であり、最低０．０１％必要である
が、０．１０％超添加すると母材および継手靭性を著し
く低下させ、かつ溶接性も損なうため、Ｖ量は０．０１
〜０．１０％とした。
強化のため必須元素であり、最低０．０１％必要である
が、０．１０％超添加すると母材および継手靭性を著し
く低下させ、かつ溶接性も損なうため、Ｖ量は０．０１
〜０．１０％とした。
【００２０】Ａｌは、脱酸元素として重要であるばかり
でなく、Ｎと結合してＡｌＮを形成し、オーステナイト
粒の粗大化を抑制する効果があるため、最低０．０１％
添加する必要があるが、０．１０％を超えると粗大Ａｌ
Ｎの析出を招き、靭性を著しく低下させるため、Ａｌ量
は０．０１〜０．１０％とした。
でなく、Ｎと結合してＡｌＮを形成し、オーステナイト
粒の粗大化を抑制する効果があるため、最低０．０１％
添加する必要があるが、０．１０％を超えると粗大Ａｌ
Ｎの析出を招き、靭性を著しく低下させるため、Ａｌ量
は０．０１〜０．１０％とした。
【００２１】Ｂは、オーステナイト粒界に偏析してフェ
ライトの生成を抑制することによって焼入れ性を確保す
る重要な元素であるため、最低０．０００３％必要であ
るが、０．００３０％超添加すると溶接性と靭性が低下
するため、Ｂ量は０．０００３〜０．００３０％とし
た。
ライトの生成を抑制することによって焼入れ性を確保す
る重要な元素であるため、最低０．０００３％必要であ
るが、０．００３０％超添加すると溶接性と靭性が低下
するため、Ｂ量は０．０００３〜０．００３０％とし
た。
【００２２】Ｎは、ＡｌＮを形成してオーステナイト粒
の粗大化を防止するのに必要であり、０．００１０％以
上含有する必要があるが、固溶窒素および窒化物は靭性
に悪影響を及ぼすため、０．００７０％以下に制御する
必要があるため、Ｎ量は０．００１０〜０．００７０％
とした。
の粗大化を防止するのに必要であり、０．００１０％以
上含有する必要があるが、固溶窒素および窒化物は靭性
に悪影響を及ぼすため、０．００７０％以下に制御する
必要があるため、Ｎ量は０．００１０〜０．００７０％
とした。
【００２３】また、必要に応じて添加することができる
下記元素について、成分範囲を限定する理由は次の通り
である。Ｃｕは、析出強化による強度確保を目的とし
て、必要に応じて添加することができる元素であり、
０．０５％以上添加する必要があるが、０．５０％超添
加すると母材靭性および溶接性を低下させるため、Ｃｕ
量は０．０５〜０．５０％とした。
下記元素について、成分範囲を限定する理由は次の通り
である。Ｃｕは、析出強化による強度確保を目的とし
て、必要に応じて添加することができる元素であり、
０．０５％以上添加する必要があるが、０．５０％超添
加すると母材靭性および溶接性を低下させるため、Ｃｕ
量は０．０５〜０．５０％とした。
【００２４】Ｎｂは、微細析出物としてオーステナイト
に存在することにより、オーステナイト粒の細粒化効果
やマトリックスの析出強化が可能であり、必要に応じて
添加することができる元素である。最低０．００５％添
加しないとその効果は現われないが、０．０３０％超添
加すると母材および継手靭性を低下させるため、Ｎｂ量
は０．００５〜０．０３０％とした。
に存在することにより、オーステナイト粒の細粒化効果
やマトリックスの析出強化が可能であり、必要に応じて
添加することができる元素である。最低０．００５％添
加しないとその効果は現われないが、０．０３０％超添
加すると母材および継手靭性を低下させるため、Ｎｂ量
は０．００５〜０．０３０％とした。
【００２５】Ｔｉは、高温でも安定な窒化物を形成し
て、溶接熱影響部の粗粒化を防止することで、溶接部の
靭性を向上させる効果があり、必要に応じて添加するこ
とができる元素である。この効果を得るためには最低
０．００５％添加する必要があるが、０．０２０％超添
加すると窒化物により母材靭性が大きく低下するため、
Ｔｉ量は０．００５〜０．０２０％とした。
て、溶接熱影響部の粗粒化を防止することで、溶接部の
靭性を向上させる効果があり、必要に応じて添加するこ
とができる元素である。この効果を得るためには最低
０．００５％添加する必要があるが、０．０２０％超添
加すると窒化物により母材靭性が大きく低下するため、
Ｔｉ量は０．００５〜０．０２０％とした。
【００２６】Ｃａは、非金属介在物の形態を球状化させ
ることで、母材靭性の向上や異方性の低減に効果があ
り、必要に応じて添加することができる元素である。こ
の効果を得るためには最低０．００１％添加する必要が
あるが、０．００８％超添加すると介在物の量が増加す
ることで母材靭性が大きく低下するため、Ｃａ量は０．
００１〜０．００８％とした。
ることで、母材靭性の向上や異方性の低減に効果があ
り、必要に応じて添加することができる元素である。こ
の効果を得るためには最低０．００１％添加する必要が
あるが、０．００８％超添加すると介在物の量が増加す
ることで母材靭性が大きく低下するため、Ｃａ量は０．
００１〜０．００８％とした。
【００２７】さらに、機械的特性について限定する理由
について示す。ここで引張試験片はＪＩＳ Ｚ ２２０
１の４号試験片（丸棒）を使用するものとする。圧延方
向の１／４ｔ部と１／２ｔ部の引張強さの差は、従来の
９５０Ｎ／ｍｍ 2 鋼とは異なる本発明の根幹に関わる重
要な特徴の１つである。板厚が厚くなるほど直接焼入れ
時の１／４ｔ部と１／２ｔ部での冷却速度の差が広がる
のに伴い、引張強さの差も大きくなる傾向がある。図２
に、１／４ｔ部と１／２ｔ部の引張強さの差を板厚に対
する比率で表したものとアレスト靭性値（Ｋｃａ）の関
係を示す。板厚が２５〜１００ｍｍまでの範囲では、１
／４ｔ部と１／２ｔ部の引張強さの差が０．５ｔ以上の
場合に、アレスト性の向上効果が現われるため、圧延方
向の１／４ｔ部と１／２ｔ部の引張強さの差は（０．５
ｔ）ＭＰａ以上とした。
について示す。ここで引張試験片はＪＩＳ Ｚ ２２０
１の４号試験片（丸棒）を使用するものとする。圧延方
向の１／４ｔ部と１／２ｔ部の引張強さの差は、従来の
９５０Ｎ／ｍｍ 2 鋼とは異なる本発明の根幹に関わる重
要な特徴の１つである。板厚が厚くなるほど直接焼入れ
時の１／４ｔ部と１／２ｔ部での冷却速度の差が広がる
のに伴い、引張強さの差も大きくなる傾向がある。図２
に、１／４ｔ部と１／２ｔ部の引張強さの差を板厚に対
する比率で表したものとアレスト靭性値（Ｋｃａ）の関
係を示す。板厚が２５〜１００ｍｍまでの範囲では、１
／４ｔ部と１／２ｔ部の引張強さの差が０．５ｔ以上の
場合に、アレスト性の向上効果が現われるため、圧延方
向の１／４ｔ部と１／２ｔ部の引張強さの差は（０．５
ｔ）ＭＰａ以上とした。
【００２８】圧延方向と板幅方向および１／４ｔ部と１
／２ｔ部における４種類の引張強さの関係は、従来の９
５０Ｎ／ｍｍ2 鋼とは異なる本発明の重要な特徴の１つ
である。図３に、本発明鋼の圧延方向と板幅方向および
１／４ｔ部と１／２ｔ部における４種類の引張強さの関
係についての模式図を示す。従来材は板幅方向の１／４
ｔ部の引張強さが最も高く圧延方向の１／２ｔ部の引張
強さが最も低い場合が多いが、本発明鋼では圧延方向の
１／４ｔ部の引張強さが最も高い。本発明鋼が圧延方向
の１／４ｔ部と１／２ｔ部の引張強さの差を確保できる
理由は、このように圧延方向の１／４ｔ部の引張強さが
最も高いことが影響しており、アレスト性向上効果が現
われる条件として、圧延方向の１／４ｔ部における引張
強さが最も高いことを大きな特徴とする。
／２ｔ部における４種類の引張強さの関係は、従来の９
５０Ｎ／ｍｍ2 鋼とは異なる本発明の重要な特徴の１つ
である。図３に、本発明鋼の圧延方向と板幅方向および
１／４ｔ部と１／２ｔ部における４種類の引張強さの関
係についての模式図を示す。従来材は板幅方向の１／４
ｔ部の引張強さが最も高く圧延方向の１／２ｔ部の引張
強さが最も低い場合が多いが、本発明鋼では圧延方向の
１／４ｔ部の引張強さが最も高い。本発明鋼が圧延方向
の１／４ｔ部と１／２ｔ部の引張強さの差を確保できる
理由は、このように圧延方向の１／４ｔ部の引張強さが
最も高いことが影響しており、アレスト性向上効果が現
われる条件として、圧延方向の１／４ｔ部における引張
強さが最も高いことを大きな特徴とする。
【００２９】圧延方向の１／４ｔ部における降伏比は、
本発明の重要な特徴の１つである。図４に、圧延方向の
１／４ｔ部における降伏比とアレスト靭性値（Ｋｃａ）
の関係を示す。４００Ｎ／ｍｍ2 ・ｍ1/2 以上の優れた
アレスト性を安定して得るためには、降伏比を９７．０
％よりも大きくする必要がある。
本発明の重要な特徴の１つである。図４に、圧延方向の
１／４ｔ部における降伏比とアレスト靭性値（Ｋｃａ）
の関係を示す。４００Ｎ／ｍｍ2 ・ｍ1/2 以上の優れた
アレスト性を安定して得るためには、降伏比を９７．０
％よりも大きくする必要がある。
【００３０】また、製造方法について述べる。これまで
の試験結果から、スラブを再結晶域に加熱し、未再結晶
域にて圧延した後に直接焼入れをし、Ａc1点未満の温度
で焼戻しを行った場合に、１／４ｔ部と１／２ｔ部の引
張強さの差が０．５ｔ以上で、圧延方向の１／４ｔ部の
引張強さが最も高い９５０Ｎ／ｍｍ2 鋼が得られるが、
再加熱焼入れの場合には上記の特徴を有する９５０Ｎ／
ｍｍ2 鋼は得ることは出来ないため、製造方法について
は直接焼入れ型に限定した。具体的な製造条件の例とし
ては、加熱温度９００〜１０４０℃、仕上温度７５０〜
９００℃、焼戻し温度５５０〜６５０℃である。
の試験結果から、スラブを再結晶域に加熱し、未再結晶
域にて圧延した後に直接焼入れをし、Ａc1点未満の温度
で焼戻しを行った場合に、１／４ｔ部と１／２ｔ部の引
張強さの差が０．５ｔ以上で、圧延方向の１／４ｔ部の
引張強さが最も高い９５０Ｎ／ｍｍ2 鋼が得られるが、
再加熱焼入れの場合には上記の特徴を有する９５０Ｎ／
ｍｍ2 鋼は得ることは出来ないため、製造方法について
は直接焼入れ型に限定した。具体的な製造条件の例とし
ては、加熱温度９００〜１０４０℃、仕上温度７５０〜
９００℃、焼戻し温度５５０〜６５０℃である。
【００３１】
【実施例】表１に、本発明鋼および比較鋼の取鍋におけ
る化学成分、炭素当量式、Ａｃ1温度を示す。これらの
化学成分を有する鋼塊を９００〜１０４０℃に加熱し
て、仕上温度７５０〜９００℃で熱間圧延を行い、直接
焼入れあるいは再加熱焼入れ後に５５０〜６５０℃で焼
戻しを行い、板厚３０〜９５ｍｍの９５０Ｎ／ｍｍ2 鋼
を製造した。
る化学成分、炭素当量式、Ａｃ1温度を示す。これらの
化学成分を有する鋼塊を９００〜１０４０℃に加熱し
て、仕上温度７５０〜９００℃で熱間圧延を行い、直接
焼入れあるいは再加熱焼入れ後に５５０〜６５０℃で焼
戻しを行い、板厚３０〜９５ｍｍの９５０Ｎ／ｍｍ2 鋼
を製造した。
【００３２】表２〜３に、スラブ加熱温度、仕上圧延開
始温度、焼入れ方法、焼戻し温度、板厚、引張試験結
果、衝撃試験結果、ＥＳＳＯ試験結果を示す。発明鋼Ａ
およびＢは、圧延方向の１／４ｔ部における引張強さが
圧延方向の１／２ｔ部よりも（０．５ｔ）ＭＰａ以上高
く、圧延方向と板幅方向および１／４ｔ部と１／２ｔ部
における４種類の引張強さのうち圧延方向の１／４ｔ部
における引張強さが最も高かった請求項１および２に相
当する鋼板で、Ｋｃａ値が３００Ｎ／ｍｍ2 ・ｍ1/2 以
上の優れたアレスト性を示した。発明鋼Ｃ〜Ｆは、圧延
方向の１／４ｔ部における引張強さが圧延方向の１／２
ｔ部よりも（０．５ｔ）ＭＰａ以上高く、圧延方向と板
幅方向および１／４ｔ部と１／２ｔ部における４種類の
引張強さのうち圧延方向の１／４ｔ部における引張強さ
が最も高く、圧延方向の１／４ｔ部における降伏比が９
７．０％よりも大きかった請求項３または４に相当する
鋼板で、Ｋｃａ値が４００Ｎ／ｍｍ2 ・ｍ 1/2 以上の特
に優れたアレスト性を示した。比較鋼Ｇ〜Ｊは、いずれ
も化学成分が本発明の請求範囲外で、焼入れ方法は再加
熱焼入れであり、圧延方向の１／４ｔ部における引張強
さが圧延方向の１／２ｔ部よりも（０．５ｔ）ＭＰａ以
下、圧延方向と板幅方向および１／４ｔ部と１／２ｔ部
における４種類の引張強さのうち最も高いのは板幅方向
の１／４ｔ部で、圧延方向の１／４ｔ部における降伏比
が９７．０％以下であり、Ｋｃａ値は３００Ｎ／ｍｍ2
・ｍ1/2 未満であった。
始温度、焼入れ方法、焼戻し温度、板厚、引張試験結
果、衝撃試験結果、ＥＳＳＯ試験結果を示す。発明鋼Ａ
およびＢは、圧延方向の１／４ｔ部における引張強さが
圧延方向の１／２ｔ部よりも（０．５ｔ）ＭＰａ以上高
く、圧延方向と板幅方向および１／４ｔ部と１／２ｔ部
における４種類の引張強さのうち圧延方向の１／４ｔ部
における引張強さが最も高かった請求項１および２に相
当する鋼板で、Ｋｃａ値が３００Ｎ／ｍｍ2 ・ｍ1/2 以
上の優れたアレスト性を示した。発明鋼Ｃ〜Ｆは、圧延
方向の１／４ｔ部における引張強さが圧延方向の１／２
ｔ部よりも（０．５ｔ）ＭＰａ以上高く、圧延方向と板
幅方向および１／４ｔ部と１／２ｔ部における４種類の
引張強さのうち圧延方向の１／４ｔ部における引張強さ
が最も高く、圧延方向の１／４ｔ部における降伏比が９
７．０％よりも大きかった請求項３または４に相当する
鋼板で、Ｋｃａ値が４００Ｎ／ｍｍ2 ・ｍ 1/2 以上の特
に優れたアレスト性を示した。比較鋼Ｇ〜Ｊは、いずれ
も化学成分が本発明の請求範囲外で、焼入れ方法は再加
熱焼入れであり、圧延方向の１／４ｔ部における引張強
さが圧延方向の１／２ｔ部よりも（０．５ｔ）ＭＰａ以
下、圧延方向と板幅方向および１／４ｔ部と１／２ｔ部
における４種類の引張強さのうち最も高いのは板幅方向
の１／４ｔ部で、圧延方向の１／４ｔ部における降伏比
が９７．０％以下であり、Ｋｃａ値は３００Ｎ／ｍｍ2
・ｍ1/2 未満であった。
【００３３】
【表１】
【００３４】
【表２】
【００３５】
【表３】
【００３６】
【発明の効果】本発明によれば、アレスト性に優れた９
５０Ｎ／ｍｍ2 級の高張力厚鋼板を提供することが可能
であり、その意義は極めて大きい。
５０Ｎ／ｍｍ2 級の高張力厚鋼板を提供することが可能
であり、その意義は極めて大きい。
【図１】 ＥＳＳＯ試験片の脆性き裂の破面形態を示す
模式図である。
模式図である。
【図２】 １／４ｔ部と１／２ｔ部の引張強さの差とア
レスト靭性値（Ｋｃａ）の関係を示す図である。
レスト靭性値（Ｋｃａ）の関係を示す図である。
【図３】 本発明鋼の圧延方向と板幅方向および１／４
ｔ部と１／２ｔ部における４種類の引張強さの関係を示
す図である。
ｔ部と１／２ｔ部における４種類の引張強さの関係を示
す図である。
【図４】 圧延方向の１／４ｔ部における降伏比とアレ
スト靭性値（Ｋｃａ）の関係を示す図である。
スト靭性値（Ｋｃａ）の関係を示す図である。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 奥島 基裕
愛知県東海市東海町５−３ 新日本製鐵株
式会社名古屋製鐵所内
(72)発明者 徳納 一成
愛知県東海市東海町５−３ 新日本製鐵株
式会社名古屋製鐵所内
Claims (4)
- 【請求項１】 重量％で、 Ｃ ：０．０７〜０．２０％、 Ｓｉ：０．０１〜０．３０％、 Ｍｎ：０．４０〜１．５０％、 Ｎｉ：１．０〜３．５％、 Ｃｒ：０．１０〜１．０％、 Ｍｏ：０．１０〜１．０％、 Ｖ ：０．０１〜０．１０％、 Ａｌ：０．０１〜０．１０％、 Ｂ ：０．０００３〜０．００３０％、 Ｎ ：０．００１０〜０．００７０％ を含有し、その他はＦｅおよび不可避的不純物からな
り、圧延方向の１／４ｔ部における引張強さが圧延方向
の１／２ｔ部よりも（０．５ｔ）ＭＰａ以上高く、圧延
方向と板幅方向および１／４ｔ部と１／２ｔ部における
４種類の引張強さのうち圧延方向の１／４ｔ部における
引張強さが最も高いことを特徴とする、アレスト性に優
れた直接焼入れ型高張力厚鋼板。 - 【請求項２】 重量％で、 Ｃ ：０．０７〜０．２０％、 Ｓｉ：０．０１〜０．３０％、 Ｍｎ：０．４０〜１．５０％、 Ｎｉ：１．０〜３．５％、 Ｃｒ：０．１０〜１．０％、 Ｍｏ：０．１０〜１．０％、 Ｖ ：０．０１〜０．１０％、 Ａｌ：０．０１〜０．１０％、 Ｂ ：０．０００３〜０．００３０％、 Ｎ ：０．００１０〜０．００７０％ を含有し、 Ｃｕ：０．０５〜０．５０％、 Ｎｂ：０．００５〜０．０３０％、 Ｔｉ：０．００５〜０．０２０％、 Ｃａ：０．００１〜０．００８％ の１種または２種以上を含有し、その他はＦｅおよび不
可避的不純物からなり、圧延方向の１／４ｔ部における
引張強さが圧延方向の１／２ｔ部よりも（０．５ｔ）Ｍ
Ｐａ以上高く、圧延方向と板幅方向および１／４ｔ部と
１／２ｔ部における４種類の引張強さのうち圧延方向の
１／４ｔ部における引張強さが最も高いことを特徴とす
る、アレスト性に優れた直接焼入れ型高張力厚鋼板。 - 【請求項３】 重量％で、 Ｃ ：０．０７〜０．２０％、 Ｓｉ：０．０１〜０．３０％、 Ｍｎ：０．４０〜１．５０％、 Ｎｉ：１．０〜３．５％、 Ｃｒ：０．１０〜１．０％、 Ｍｏ：０．１０〜１．０％、 Ｖ ：０．０１〜０．１０％、 Ａｌ：０．０１〜０．１０％、 Ｂ ：０．０００３〜０．００３０％、 Ｎ ：０．００１０〜０．００７０％ を含有し、その他はＦｅおよび不可避的不純物からな
り、圧延方向の１／４ｔ部における引張強さが圧延方向
の１／２ｔ部よりも（０．５ｔ）ＭＰａ以上高く、圧延
方向と板幅方向および１／４ｔ部と１／２ｔ部における
４種類の引張強さのうち圧延方向の１／４ｔ部における
引張強さが最も高く、圧延方向の１／４ｔ部における降
伏比が９７．０％よりも大きいことを特徴とする、アレ
スト性に優れた直接焼入れ型高張力厚鋼板。 - 【請求項４】 重量％で、 Ｃ ：０．０７〜０．２０％、 Ｓｉ：０．０１〜０．３０％、 Ｍｎ：０．４０〜１．５０％、 Ｎｉ：１．０〜３．５％、 Ｃｒ：０．１０〜１．０％、 Ｍｏ：０．１０〜１．０％、 Ｖ ：０．０１〜０．１０％、 Ａｌ：０．０１〜０．１０％、 Ｂ ：０．０００３〜０．００３０％、 Ｎ ：０．００１０〜０．００７０％ を含有し、 Ｃｕ：０．０５〜０．５０％、 Ｎｂ：０．００５〜０．０３０％、 Ｔｉ：０．００５〜０．０２０％、 Ｃａ：０．００１〜０．００８％ の１種または２種以上を含有し、その他はＦｅおよび不
可避的不純物からなり、圧延方向の１／４ｔ部における
引張強さが圧延方向の１／２ｔ部よりも（０．５ｔ）Ｍ
Ｐａ以上高く、圧延方向と板幅方向および１／４ｔ部と
１／２ｔ部における４種類の引張強さのうち圧延方向の
１／４ｔ部における引張強さが最も高く、圧延方向の１
／４ｔ部における降伏比が９７．０％よりも大きいこと
を特徴とする、アレスト性に優れた直接焼入れ型高張力
厚鋼板。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002027940A JP3869735B2 (ja) | 2002-02-05 | 2002-02-05 | アレスト性に優れた直接焼入れ型高張力厚鋼板 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002027940A JP3869735B2 (ja) | 2002-02-05 | 2002-02-05 | アレスト性に優れた直接焼入れ型高張力厚鋼板 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003226931A true JP2003226931A (ja) | 2003-08-15 |
| JP3869735B2 JP3869735B2 (ja) | 2007-01-17 |
Family
ID=27749310
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002027940A Expired - Fee Related JP3869735B2 (ja) | 2002-02-05 | 2002-02-05 | アレスト性に優れた直接焼入れ型高張力厚鋼板 |
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| Country | Link |
|---|---|
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Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2006049119A1 (ja) * | 2004-11-04 | 2006-05-11 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | 船舶用鋼構造体及び船舶 |
| WO2007074989A1 (en) * | 2005-12-26 | 2007-07-05 | Posco | Thick steel plate for welded structure having excellent strength and toughness in central region of thickness and small variation of properties through thickness and method of producing the same |
| JP2009109486A (ja) * | 2007-10-09 | 2009-05-21 | Kobe Steel Ltd | 鋼材のアレスト性能評価方法 |
| KR101412428B1 (ko) * | 2012-08-30 | 2014-06-27 | 현대제철 주식회사 | 극후물 판재의 제어압연 방법 및 이를 이용하여 제조된 극후물 강재 |
| JP7188655B1 (ja) * | 2021-06-10 | 2022-12-13 | Ｊｆｅスチール株式会社 | 厚鋼板の脆性亀裂伝播停止性能の評価方法 |
| JP7252525B1 (ja) * | 2021-11-29 | 2023-04-05 | Ｊｆｅスチール株式会社 | 厚鋼板の脆性亀裂伝播停止性能の評価方法 |
| WO2023095528A1 (ja) * | 2021-11-29 | 2023-06-01 | Ｊｆｅスチール株式会社 | 厚鋼板の脆性亀裂伝播停止性能の評価方法 |
-
2002
- 2002-02-05 JP JP2002027940A patent/JP3869735B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2006049119A1 (ja) * | 2004-11-04 | 2006-05-11 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | 船舶用鋼構造体及び船舶 |
| JP2006131056A (ja) * | 2004-11-04 | 2006-05-25 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 船舶用鋼構造体及び船舶 |
| WO2007074989A1 (en) * | 2005-12-26 | 2007-07-05 | Posco | Thick steel plate for welded structure having excellent strength and toughness in central region of thickness and small variation of properties through thickness and method of producing the same |
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| JP7188655B1 (ja) * | 2021-06-10 | 2022-12-13 | Ｊｆｅスチール株式会社 | 厚鋼板の脆性亀裂伝播停止性能の評価方法 |
| WO2022259957A1 (ja) * | 2021-06-10 | 2022-12-15 | Ｊｆｅスチール株式会社 | 厚鋼板の脆性亀裂伝播停止性能の評価方法 |
| JP7252525B1 (ja) * | 2021-11-29 | 2023-04-05 | Ｊｆｅスチール株式会社 | 厚鋼板の脆性亀裂伝播停止性能の評価方法 |
| WO2023095528A1 (ja) * | 2021-11-29 | 2023-06-01 | Ｊｆｅスチール株式会社 | 厚鋼板の脆性亀裂伝播停止性能の評価方法 |
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|---|---|
| JP3869735B2 (ja) | 2007-01-17 |
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