JP2010138421A - 低降伏比高強度厚鋼板およびその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】鋼組成が,特定量のC,Si,Mn,P、S、Al、N、必要に応じて、Cu,Ni,Cr,Mo,Nb,V,Ti,B、Ca,REM、Mgの1種または2種以上を含有し,Ceqが0.38〜0.60%を満足し,残部がFeおよび不可避的不純物からなる組成を有する厚鋼板であって,構成組織が旧オーステナイト粒の平均円相当径が30μm〜100μmでかつ平均アスペクト比が4以下のマルテンサイト相およびベイナイト相の混合組織とする。Ceq=C+Si/24+Mn/6+Ni/40+Cr/5+Mo/4+V/14、ここで,C,Si,Mn,Ni,Cr,Mo,V:各元素の含有量(mass%)で含有しない元素は0とする。上記組成の鋼を熱間圧延後、加速冷却し、再加熱処理を行う。
【選択図】なし
Description
1.1000MPa以上の引張強さと,85%以下の低降伏比を安定して両立するとともに,小さな材質異方性を達成するためには,厳格な成分調整とともに,炭素当量Ceqを0.38〜0.60%とした成分組成が肝要である。
2.また、鋼板のミクロ組織は,旧オーステナイト粒の平均円相当径が30μm〜100μmでかつ平均アスペクト比が4以下のマルテンサイト相およびベイナイト相の混合組織に制御することが重要である。
3.上記ミクロ組織は,上記成分調整した鋼素材に終了温度を適正化した熱間圧延を施した後,冷却速度と冷却停止温度を適正化した加速冷却処理を施して形成する。
4.さらに上記ミクロ組織に強度ー靭性バランスを調整するために再加熱処理を行う場合は,昇温速度,再加熱温度および保持時間を適正化して実施すると、焼き戻された上記ミクロ組織で、1000MPa以上の引張強さと,85%以下の低降伏比を安定して両立するとともに,小さな材質異方性が得られる。
1.鋼組成が,質量%で,
C:0.03〜0.2%,
Si:0.05〜0.5%,
Mn:0.8〜3%,
P:0.02%以下
S:0.005%以下
Al:0.1%以下
N:0.007%以下
を含有し,下記の式で定義されるCeqが0.38〜0.60%を満足し,残部がFeおよび不可避的不純物からなる組成を有する厚鋼板であって,構成組織が旧オーステナイト粒の平均円相当径が30μm〜100μmでかつ平均アスペクト比が4以下のマルテンサイト相およびベイナイト相の混合組織となることを特徴とした,引張強さ(TS)が1000MPa以上で,降伏比(YR)が85%以下となる低降伏比高強度厚鋼板。
Ceq=C+Si/24+Mn/6+Ni/40+Cr/5+Mo/4+V/14
ここで,C,Si,Mn,Ni,Cr,Mo,V:各元素の含有量(mass%)で含有しない元素は0とする。
2.質量%でさらに,
Cu:0.1〜1%
Ni:0.1〜3%
Cr:2%以下
Mo:1%以下
Nb:0.1%以下
V:0.2%以下
Ti:0.03%以下
B:0.005%以下
Ca:0.005%以下
REM:0.02%以下および
Mg:0.005%以下
の一種または二種以上を含有する組成を有する1記載の低降伏比高強度厚鋼板。
Ceq=C+Si/24+Mn/6+Ni/40+Cr/5+Mo/4+V/14
ここで,C,Si,Mn, Ni,Cr,Mo,V:各元素の含有量(mass%)
3.1または2に記載した鋼組成からなる鋳片または鋼片を,1000〜1250℃に加熱後,880℃以上の温度域において熱間圧延を行い,続いてAr3点以上の温度域から5〜60℃/sの冷却速度で350℃以下の温度域まで加速冷却を行うことを特徴とする低降伏比高強度厚鋼板の製造方法。
4.加速冷却後、更に、350〜550℃の温度域まで2℃/s以上の昇温速度で再加熱し,再加熱温度で10min.以下保持した後,冷却することを特徴とする3記載の低降伏比高強度厚鋼板の製造方法。
C:0.03〜0.2%
Cは,鋼の強度を増加させ,構造用鋼材として必要な強度を確保するのに有用な元素であり,0.03%以上の含有を必要とする。一方,0.2%を超える含有は,HAZ靭性,耐溶接割れ性を劣化させるとともに,母材の靭性を劣化させる。このため,Cは0.03〜0.2%の範囲に限定する。なお,好ましくは,0.05〜0.15%である。
Siは,脱酸材として作用し,製鋼上,少なくとも0.05%必要であるが,0.5%を超えて含有すると,母材の靭性が劣化するとともに,溶接性,HAZ靭性が顕著に劣化する。このため,Siは0.05〜0.5%の範囲に限定する。なお,好ましくは,0.05〜0.35%である。
Mnは,鋼の強度を増加させる効果を有し,引張強さ1000MPa以上を確保するため,0.8%以上の含有を必要とする。一方,3%を超えて含有すると,母材の靭性およびHAZ靭性が著しく劣化する。このため,Mnは0.8〜3%の範囲に限定する。なお,好ましくは,1.0〜2.5%である。
Pは,鋼の強度を増加させ靭性を劣化させる元素で,とくに溶接部の靭性を劣化させるので,できるだけ低減することが望ましい。Pが0.02%を超えて含有されると,この傾向が顕著となるため,上限とする。なお,過度のP低減は精錬コストを高騰させ経済的に不利となるため,0.002%以上とすることが望ましい。
Sは、母材および溶接部の靭性を劣化させる元素であり,できるだけ低減することが望ましい。Sが0.005%を超えて含有されると,この傾向が顕著となるため,上限とする。
Alは,脱酸剤として作用し,高張力鋼の溶鋼脱酸プロセスに於いて,もっとも汎用的に使われる。また,鋼中のNをAlNとして固定し,母材の靭性向上に寄与する。このような効果はAl:0.005%以上の含有で認められる。
Nは不可避的不純物として鋼中に含まれ,0.007%を超えて含有すると,母材および溶接部靭性が著しく低下する。このため,0.007%以下に限定する。
本発明では,Ceq(=C+Si/24+Mn/6+Ni/40+Cr/5+Mo/4+V/14、但し,C,Si,Mn, Ni,Cr,Mo,Vは各元素の含有量(mass%)で、含有しない元素は0とする。)とし、後述する選択元素を含めて、Ceqが0.38〜0.60%となるように,各成分の含有量を調整する。
CuおよびNiは,高靭性を保ちつつ強度を増加させることが可能な元素であり,HAZ靭性への影響も小さいため,高強度化のために有用な元素である。
Cr,Mo,Nb,V,Ti,Bは,いずれも鋼の強度向上に寄与する元素である。
Ca,REMおよびMgは,いずれも靭性向上に寄与する元素である。
Ca:0.005%以下
Caは,結晶粒の微細化を介して靭性を向上させる有用な元素であり,0.001%以上含有することが好ましいが,0.005%を超えて含有しても効果が飽和するため,0.005%を上限とする。
ミクロ組織は、旧オーステナイト粒の平均円相当径が30μm〜100μmでかつ平均アスペクト比が4以下のマルテンサイト相およびベイナイト相の混合組織とする。
Claims (4)
- 鋼組成が,質量%で,
C:0.03〜0.2%,
Si:0.05〜0.5%,
Mn:0.8〜3%,
P:0.02%以下
S:0.005%以下
Al:0.1%以下
N:0.007%以下
を含有し,下記の式で定義されるCeqが0.38〜0.60%を満足し,残部がFeおよび不可避的不純物からなる組成を有する厚鋼板であって,構成組織が旧オーステナイト粒の平均円相当径が30μm〜100μmでかつ平均アスペクト比が4以下のマルテンサイト相およびベイナイト相の混合組織となることを特徴とした,引張強さ(TS)が1000MPa以上で,降伏比(YR)が85%以下となる低降伏比高強度厚鋼板。
Ceq=C+Si/24+Mn/6+Ni/40+Cr/5+Mo/4+V/14
ここで,C,Si,Mn,Ni,Cr,Mo,V:各元素の含有量(mass%)で含有しない元素は0とする。 - 質量%でさらに,
Cu:0.1〜1%
Ni:0.1〜3%
Cr:2%以下
Mo:1%以下
Nb:0.1%以下
V:0.2%以下
Ti:0.03%以下
B:0.005%以下
Ca:0.005%以下
REM:0.02%以下および
Mg:0.005%以下
の一種または二種以上を含有する組成を有する請求項1記載の低降伏比高強度厚鋼板。 - 請求項1または2に記載した鋼組成からなる鋳片または鋼片を,1000〜1250℃に加熱後,880℃以上の温度域において熱間圧延を行い,続いてAr3点以上の温度域から5〜60℃/sの冷却速度で350℃以下の温度域まで加速冷却を行うことを特徴とする低降伏比高強度厚鋼板の製造方法。
- 加速冷却後、更に、350〜550℃の温度域まで2℃/s以上の昇温速度で再加熱し,再加熱温度で10min.以下保持した後,冷却することを特徴とする請求項3記載の低降伏比高強度厚鋼板の製造方法。
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