JP2004232091A - 耐地震特性に優れた構造用鋼材の製造方法 - Google Patents
耐地震特性に優れた構造用鋼材の製造方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2004232091A JP2004232091A JP2004094210A JP2004094210A JP2004232091A JP 2004232091 A JP2004232091 A JP 2004232091A JP 2004094210 A JP2004094210 A JP 2004094210A JP 2004094210 A JP2004094210 A JP 2004094210A JP 2004232091 A JP2004232091 A JP 2004232091A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- steel material
- steel
- rolling
- less
- deformation
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Landscapes
- Heat Treatment Of Steel (AREA)
Abstract
【解決手段】 重量%で、V:0.04〜0.15%、N:0.0050〜0.0150%を含有させた鋼素材を加熱し、圧延終了温度をAr3変態点以上とする熱間圧延を施し、その後0.09〜1℃/sの冷却速度で冷却し、VN析出物を0.02〜0.07%析出させ、フェライト面積率が50%以上の微細なフェライト+パーライト組織とし、さらに、フェライト粒内に、粒子径5〜200nm のVN析出物が106 〜1010個/mm3 析出・分散させる。これにより、亀裂先端での変形が均一化し、シャルピー衝撃試験吸収エネルギー値が同一であっても高速変形時に高い破壊靱性(0℃における限界CTOD値が0.1mm 以上)を有する鋼材となる。
【選択図】 なし
Description
(1)VおよびNを含有させ、圧延中およびその後の冷却中にVNを析出させると、析出したVNを核としてフェライトが析出し、微細なフェライト+パーライト組織となること、さらに、
(2)フェライト粒内に、適正量のVNを、適正な大きさと適正な密度で析出・分散させることにより、亀裂先端での変形が均一化し、シャルピー衝撃試験吸収エネルギーが同一であっても高速変形時に高い破壊靱性値を有すること、
(3)Ar3変態点以下の温度でフェライト粒内に析出するVN析出物量が多いほど、高速変形時に高い破壊靱性を示すこと、
を見い出した。なお、本発明でいうAr3変態点(℃)は、次式で計算される値を用いるものとする。
(ここに、C、Si、Mn、Ni、Cr、Mo、Cu、Nbは各元素の含有量(重量%)で、含まれない元素の場合には、0として計算する。)
また、さらに、本発明者らは、
(4)上記した組織を有する鋼板の多層盛溶接継手の熱影響部は、母材と同様に高速変形時に高い破壊靱性値を示すこと、
を見い出した。
Ceq=C+Si/24 +Mn/6+V/14 +Ni/40 +Cr/5+Mo/4 ……(1)
(ここで、C、Si、Mn、V、Ni、Cr、Mo:各元素の含有量(重量%))で定義されるCeqが0.34〜0.48%であり、残部Feおよび不可避的不純物からなる組成とするのが好ましい。また、上記組成に加えてさらに、重量%で、Cu:0.05〜0.60%、Ni:0.05〜0.60%、Cr:0.05〜0.50%、Mo:0.02〜0.20%のうちから選ばれた1種または2種以上を含有してもよく、および/またはさらに重量%で、Nb:0.003 〜0.030 %を含有してもよく、および/または、さらに重量%で、B:0.0002〜0.0020%、REM :0.0010〜0.0200%、Ca:0.0010〜0.010 %のうちから選ばれた1種または2種以上を含有してもよい。
Vは、鋼の強度を高める作用を有し、母材の強度および靱性を確保するうえで、本発明において不可欠の元素である。Vは、鋼中でVNとしてオーステナイト中に析出し、フェライトの析出核として作用し、結晶粒を微細化する。さらに、VNはフェライト中に析出し、亀裂先端の変形を均一化する。これにより、シャルピー衝撃特性に比べ高速変形時の破壊靱性をより向上させる効果を有する。このような効果は0.04%以上の含有で認められるが、0.15%を超える含有は、母材靱性および溶接性を劣化させる。このため、Vは0.04〜0.15%の範囲に限定した。なお、好ましい範囲は、0.05〜0.10%である。
Nは、Vと結合しVNを形成し、母材の強度、靱性および高速変形時の破壊靱性値を向上させる。そのためには、0.0050%以上の含有が必要であるが、0.0150%を超えて含有すると母材靱性および溶接性が大きく低下する。このため、Nは0.0050〜0.0150%の範囲に限定した。なお、好ましくは、0.0060〜0.0120%である。
VN析出物は、オーステナイト中に析出しフェライト変態核として作用し、結晶粒を微細化するとともに、オーステナイトがフェライトに変態した後にフェライト中に析出して、亀裂先端の変形を均一化する。これにより、シャルピー衝撃特性に比べ高速変形時の破壊靱性をより向上させる効果を有する。これらの効果は、0.02%以上の析出が必要である。なお、上記したV、Nの範囲内では析出するVNは0.07%より多く析出しないため、0.07%を上限とした。
Cは、鋼の強度を増加させる元素であり、耐震性を考慮した構造用鋼材では、引張強さが 500 MPa以上であることが好ましく、このためにCを0.04%以上含有することが好ましい。しかし、0.18%を超えると溶接熱影響部の靱性を劣化させる。このため、Cは0.04〜0.18%の範囲とするのが好ましい。なお、より好ましくは溶接性および強度確保の点から0.08〜0.16%である。
Siは、鋼の強度上昇に有効な元素であるが、多量添加すると溶接熱影響部の靱性を劣化させる。このため、0.60%を上限とするのが好ましい。なお、Siは、0.20%未満では、強度上昇の効果が少ないため、より好ましくは0.20〜0.60%の範囲である。
Mnは、鋼の強度を増加させる有効な元素であり、強度確保の観点から0.80%以上含有するのが好ましい。しかし、1.80%を超えると、組織がベイナイト等の低温変態生成物を主体とする組織となり、母材靱性が劣化する。このため、Mnは0.80〜1.80%の範囲とするのが好ましい。
Pは、母材、溶接熱影響部の靱性を劣化させ、また溶接割れ性を高めるため、できるだけ低減するのが好ましく、上限を0.030 %とするのが望ましい。なお、より好ましくは0.010 %以下である。
Sは、非金属介在物を形成し靱性、延性を劣化させるため、できるだけ低減するのが好ましく、上限を0.015 %以下とするのが望ましい。なお、より好ましくは0.010 %以下である。
AlおよびTiは、いずれも脱酸剤として作用するため、AlおよびTiのうち1種または2種添加できる。脱酸のためには、Al、Tiは、いずれも0.005 %以上の添加を必要とするが、0.050 %を超えると脱酸効果は飽和し非金属介在物が増加し鋼の清浄度が低下する。このため、Alは0.005 〜0.050 %、Tiは0.005 〜0.050 %の範囲とするのが好ましい。
Cu、Ni、Cr、Moはいずれも強度を増加させる元素であり、本発明ではCu、Ni、Cr、Moのうちから選ばれた1 種または2 種以上を必要に応じ添加できる。しかし、Cu、Ni、Cr、Moは、それぞれ0.05%、0.05%、0.05%、0.02%未満では、上記した効果が認められない。一方、Cuは多量に添加すると熱間加工性を劣化させるため、多量添加の場合には等量のNiと同時に添加するのが望ましいが、Niを0.60%を超えて添加すると製造コストが高くなり経済的に不利となる。このため、Cu、Niの上限は0.60%とするのが好ましい。また、Cr、Moは、それぞれ0.50%、0.20%を超えると溶接性や靱性を劣化させるため、それぞれ0.50%、0.20%を上限とした。
Nbは、Ar3変態点を低下させ、VNのオーステナイト中での析出を促進させ、さらにNb化合物の析出とNb化合物による結晶粒の細粒化により強度と靱性をともに向上させる効果を有する。この効果を得るためには、Nbを0.003 %以上含有する必要がある。一方、0.030 %を超える含有は、溶接性および溶接熱影響部の靱性を劣化させる。このため、Nbは0.003 〜0.030 %の範囲とするのが好ましい。なお、好ましくは0.005 〜0.025 %である。
B、REM 、Caは、いずれも圧延後のフェライト粒を微細にする作用を有しており、必要に応じB、REM 、Caのうちから選ばれた1種または2種以上を添加できる。
Ceqは次(1)式で定義する。
ここで、C、Si、Mn、V、Ni、Cr、Moは各元素の含有量(重量%)である。
フェライトの結晶粒度がJIS G 0552で規定される結晶粒度で5番未満では、靱性の低下が著しいため、フェライトの結晶粒度は粒度番号で5番以上とした。
フェライトの面積率が50%未満では、母材の靱性が低下し、高速変形時に亀裂先端の変形が不均一となり、高速変形下での破壊靱性が劣化する。このため、フェライトの面積率は50%以上に限定した。
フェライト粒内に析出する粒子径が200nm を超える粗大なVN析出物は、破壊の基点となりやすく靱性を劣化させるため、本発明では、フェライト粒内に析出するVN析出物の大きさを200nm 以下に限定した。フェライト中に析出した粒子径200nm 以下のVN析出物は、亀裂先端の変形を均一化する。一方、5nm未満の大きさの微細なVN析出物は、上記したVN析出物の変形均一化効果を有している可能性はあるが、電子顕微鏡による分析測定が困難となるため5nmをVN析出物の大きさの下限とした。5nm未満のVN析出物は存在していてもよいのは言うまでもない。さらに、粒子径5〜200nm の範囲のVN析出物の分散密度は、106 〜1010個/mm3 の範囲に限定する。粒子径5〜200nm のVN析出物の分散密度が106 個/mm3 未満では、変形均一化効果が少なく、一方、1010個/mm3 を超えると過度の析出物の存在により靱性が劣化する。なお、亀裂先端の変形的均一化を促進する観点から粒子径100 〜200nm の範囲のVN析出物の分散密度を105 個/mm3 以下とするのが好ましい。
表1に示す組成の鋼を転炉で溶製し、連続鋳造法で240 〜310mm のスラブとした。これらスラブを表2に示す熱間圧延条件と、冷却条件で所定板厚の厚鋼板製品とした。これら厚鋼板について、組織観察、VN析出物の析出量および粒径分布、および引張特性、シャルピー衝撃特性、破壊靱性の機械的特性を調査した。
(実施例2)
表2に示す鋼板No. 5、No.11 、No.15 、No.17 、No.19 、No.23 、No.25 を用い、入熱25kJ/cm のCO2 溶接により、開先形状をV型開先とする多層盛溶接継手を作製した。
Claims (7)
- 重量%で、V:0.04〜0.15%、N:0.0050〜0.0150%を含む鋼素材を、1350℃以下に加熱したのち、圧延終了温度をAr3変態点以上とする熱間圧延を施し、その後0.09℃/s以上1℃/s以下の冷却速度で冷却することを特徴とする耐地震特性に優れた構造用鋼材の製造方法。
- 重量%で、V:0.04〜0.15%、N:0.0050〜0.0150%を含む鋼素材を、1350℃以下に加熱したのち、圧延終了温度を950 ℃以上とする熱間圧延を施し、ついで3℃/s以上の冷却速度でAr3変態点まで冷却し、その後0.09℃/s以上1℃/s以下の冷却速度で冷却することを特徴とする耐地震特性に優れた構造用鋼材の製造方法。
- 重量%で、V:0.04〜0.15%、N:0.0050〜0.0150%を含む鋼素材を、1350℃以下に加熱し、圧延終了温度を950 ℃以上とする第1段の熱間圧延を施したのち、熱間圧延を一時中断し、950 ℃からAr3変態点まで3℃/s以上の冷却速度で冷却し、ついで第2段の熱間圧延を施し所定の板厚としたのち0.09℃/s以上1℃/s以下の冷却速度で冷却することを特徴とする耐地震特性に優れた構造用鋼材の製造方法。
- 前記鋼素材が、重量%で、
C:0.04〜0.18%、 Si:0.60%以下、
Mn:0.80〜1.80%、 P:0.030 %以下、
S:0.015 %以下、 V:0.04〜0.15%、
N:0.0050〜0.0150%を含み、さらに、
Al:0.005 〜0.050 %およびTi:0.005 〜0.050 %のうちの1種または2種を含有し、かつ下記(1)式で定義されるCeqが0.34〜0.48%であり、残部Feおよび不可避的不純物からなる組成であることを特徴とする請求項1ないし3のいずれかに記載の構造用鋼材の製造方法。
記
Ceq=C+Si/24 +Mn/6+V/14 +Ni/40 +Cr/5+Mo/4 ……(1)
ここで、C、Si、Mn、V、Ni、Cr、Mo:各元素の含有量(重量%) - 前記組成が、さらに重量%で、
Cu:0.05〜0.60%、Ni:0.05〜0.60%、Cr:0.05〜0.50%、Mo:0.02〜0.20%のうちから選ばれた1種または2種以上を含有することを特徴とする請求項4に記載の構造用鋼材の製造方法。 - 前記組成が、さらに重量%で、
Nb:0.003 〜0.030 %を含有することを特徴とする請求項4または5に記載の構造用鋼材の製造方法。 - 前記組成が、さらに重量%で、
B:0.0002〜0.0020%、REM :0.0010〜0.0200%、Ca:0.0010〜0.010 %のうちから選ばれた1種または2種以上を含有することを特徴とする請求項4ないし6のいずれかに記載の構造用鋼材の製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2004094210A JP3858907B2 (ja) | 2004-03-29 | 2004-03-29 | 耐地震特性に優れた構造用鋼材の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2004094210A JP3858907B2 (ja) | 2004-03-29 | 2004-03-29 | 耐地震特性に優れた構造用鋼材の製造方法 |
Related Parent Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP07651598A Division JP3567726B2 (ja) | 1998-03-09 | 1998-03-09 | 耐地震特性に優れた構造用鋼材およびその製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2004232091A true JP2004232091A (ja) | 2004-08-19 |
JP3858907B2 JP3858907B2 (ja) | 2006-12-20 |
Family
ID=32959864
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2004094210A Expired - Fee Related JP3858907B2 (ja) | 2004-03-29 | 2004-03-29 | 耐地震特性に優れた構造用鋼材の製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3858907B2 (ja) |
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101205144B1 (ko) | 2010-06-28 | 2012-11-26 | 현대제철 주식회사 | 건축구조용 h형강 및 그 제조방법 |
WO2018117646A1 (ko) * | 2016-12-22 | 2018-06-28 | 주식회사 포스코 | 극저온 충격인성이 우수한 후강판 및 이의 제조방법 |
WO2018117700A1 (ko) * | 2016-12-22 | 2018-06-28 | 주식회사 포스코 | 고강도 고인성 후강판 및 이의 제조방법 |
JP2021507091A (ja) * | 2017-12-18 | 2021-02-22 | アルセロールミタル | 少なくとも100mmの厚さを有する鋼セクション及びその製造方法 |
CN113913696A (zh) * | 2021-10-13 | 2022-01-11 | 新余钢铁股份有限公司 | 一种420MPa级高层建筑用钢板及其生产方法 |
JP2022074057A (ja) * | 2020-10-29 | 2022-05-17 | Jfeスチール株式会社 | 突起付きh形鋼およびその製造方法 |
JP2022547760A (ja) * | 2020-08-12 | 2022-11-16 | ヒュンダイ スチール カンパニー | 超高強度鉄筋およびその製造方法 |
-
2004
- 2004-03-29 JP JP2004094210A patent/JP3858907B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (18)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101205144B1 (ko) | 2010-06-28 | 2012-11-26 | 현대제철 주식회사 | 건축구조용 h형강 및 그 제조방법 |
JP2020509174A (ja) * | 2016-12-22 | 2020-03-26 | ポスコPosco | 高強度高靭性厚鋼板及びその製造方法 |
CN110088334A (zh) * | 2016-12-22 | 2019-08-02 | 株式会社Posco | 具有优异的低温冲击韧性的厚钢板及其制造方法 |
JP2020509189A (ja) * | 2016-12-22 | 2020-03-26 | ポスコPosco | 極低温衝撃靭性に優れた厚鋼板及びその製造方法 |
KR101917453B1 (ko) * | 2016-12-22 | 2018-11-09 | 주식회사 포스코 | 극저온 충격인성이 우수한 후강판 및 이의 제조방법 |
US11649515B2 (en) | 2016-12-22 | 2023-05-16 | Posco Co., Ltd | Thick steel plate having excellent cryogenic impact toughness and manufacturing method therefor |
EP3561111A4 (en) * | 2016-12-22 | 2019-10-30 | Posco | THICK STEEL SHEET HAVING EXCELLENT CRYOGENIC IMPACT RESISTANCE AND MANUFACTURING METHOD THEREOF |
EP3561108A4 (en) * | 2016-12-22 | 2019-11-20 | Posco | HIGH THRUST, HIGH STRENGTH STEEL SHEET AND METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME |
CN110088334B (zh) * | 2016-12-22 | 2021-06-11 | 株式会社Posco | 具有优异的低温冲击韧性的厚钢板及其制造方法 |
KR101917454B1 (ko) * | 2016-12-22 | 2018-11-09 | 주식회사 포스코 | 고강도 고인성 후강판 및 이의 제조방법 |
WO2018117700A1 (ko) * | 2016-12-22 | 2018-06-28 | 주식회사 포스코 | 고강도 고인성 후강판 및 이의 제조방법 |
WO2018117646A1 (ko) * | 2016-12-22 | 2018-06-28 | 주식회사 포스코 | 극저온 충격인성이 우수한 후강판 및 이의 제조방법 |
JP2021507091A (ja) * | 2017-12-18 | 2021-02-22 | アルセロールミタル | 少なくとも100mmの厚さを有する鋼セクション及びその製造方法 |
JP2022547760A (ja) * | 2020-08-12 | 2022-11-16 | ヒュンダイ スチール カンパニー | 超高強度鉄筋およびその製造方法 |
JP7254211B2 (ja) | 2020-08-12 | 2023-04-07 | ヒュンダイ スチール カンパニー | 超高強度鉄筋およびその製造方法 |
JP2022074057A (ja) * | 2020-10-29 | 2022-05-17 | Jfeスチール株式会社 | 突起付きh形鋼およびその製造方法 |
CN113913696A (zh) * | 2021-10-13 | 2022-01-11 | 新余钢铁股份有限公司 | 一种420MPa级高层建筑用钢板及其生产方法 |
CN113913696B (zh) * | 2021-10-13 | 2022-11-25 | 新余钢铁股份有限公司 | 一种420MPa级高层建筑用钢板及其生产方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP3858907B2 (ja) | 2006-12-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5476763B2 (ja) | 延性に優れた高張力鋼板及びその製造方法 | |
JP5425702B2 (ja) | 落重特性に優れた高強度厚鋼板 | |
JP5076658B2 (ja) | 大入熱溶接用鋼材 | |
JP5842314B2 (ja) | 大入熱溶接用鋼 | |
JP5407478B2 (ja) | 1層大入熱溶接熱影響部の靭性に優れた高強度厚鋼板およびその製造方法 | |
TWI589708B (zh) | 高熱輸入熔接用鋼材 | |
JP5509654B2 (ja) | 耐pwht特性および一様伸び特性に優れた高強度鋼板並びにその製造方法 | |
JP5365145B2 (ja) | 大入熱溶接部靭性に優れた建築用低降伏比鋼板およびその製造方法 | |
JP5092481B2 (ja) | 高強度冷延鋼板およびその製造方法 | |
JP2011214053A (ja) | 超大入熱溶接部靭性に優れた低降伏比建築構造用厚鋼板およびその製造方法 | |
JP5151693B2 (ja) | 高張力鋼の製造方法 | |
JP2007254767A (ja) | 高張力厚鋼板の溶接継手 | |
JP3858907B2 (ja) | 耐地震特性に優れた構造用鋼材の製造方法 | |
JP2011208213A (ja) | 耐溶接割れ性と溶接熱影響部靭性に優れた低降伏比高張力厚鋼板 | |
JP2016117932A (ja) | 圧延h形鋼及びその製造方法 | |
JP3567726B2 (ja) | 耐地震特性に優れた構造用鋼材およびその製造方法 | |
WO2020255993A1 (ja) | 鋼板 | |
JP2020204091A (ja) | 大入熱溶接用高強度鋼板 | |
JP2002371338A (ja) | レーザー溶接部の靭性に優れた鋼 | |
JP5434437B2 (ja) | 大入熱溶接用鋼 | |
JP3825623B2 (ja) | 溶接部の耐破壊特性に優れた高張力鋼 | |
WO2013128650A1 (ja) | 大入熱溶接用鋼材 | |
JP6135595B2 (ja) | 耐衝突性に優れた鋼板の高能率製造方法 | |
JP6327186B2 (ja) | 非調質低降伏比高張力厚鋼板およびその製造方法 | |
JP5903907B2 (ja) | 引張強さ(TS)が780MPa以上の大入熱溶接熱影響部の靭性と小入熱溶接熱影響部の耐硬化特性に優れた高強度厚鋼板およびその製造方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Effective date: 20060606 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20060807 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Effective date: 20060829 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20060911 |
|
R150 | Certificate of patent (=grant) or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Year of fee payment: 3 Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090929 |
|
FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100929 Year of fee payment: 4 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |