JP4412098B2 - 溶接熱影響部靭性に優れた低降伏比高強度鋼板及びその製造方法 - Google Patents
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(1)、質量%で、C:0.03〜0.1%、Si:0.01〜0.5%、Mn:1.2〜2.5%、Mo:0.05〜0.4%、Ti:0.008〜0.025%、N:0.004〜0.007%、Al:0.08%以下を含有し、残部がFe及び不可避不純物からなり、Ti量とN量との比であるTi/Nが2〜4であり、原子%でのC量とMo、Tiの合計量との比であるC/(Mo+Ti)が1.2〜3であり、金属組織がフェライトとベイナイトと島状マルテンサイトとの合計の体積分率が97%以上であり、島状マルテンサイトの面積分率が3〜20%であることを特徴とする溶接熱影響部靭性に優れた低降伏比高強度鋼板。
(2)、さらに、質量%で、Nb:0.005〜0.07%および/またはV:0.005〜0.1%を含有し、原子%でのC量とMo、Ti、Nb、Vの合計量との比であるC/(Mo+Ti+Nb+V)が1.2〜3であることを特徴とする(1)に記載の溶接熱影響部靭性に優れた低降伏比高強度鋼板。
(3)、質量%で、C:0.03〜0.1%、Si:0.01〜0.5%、Mn:1.2〜2.5%、Ti:0.008〜0.025%、N:0.004〜0.007%、Al:0.08%以下を含有し、Nb:0.005〜0.07%および/またはV:0.005〜0.1%を含有し、残部がFe及び不可避不純物からなり、かつTi量とN量との比であるTi/Nが2〜4であり、原子%でのC量とNb、Vの合計量との比であるC/(Nb+V)が1.2〜6であり、金属組織がフェライトとベイナイトと島状マルテンサイトとの合計の体積分率が97%以上であり、島状マルテンサイトの面積分率が3〜20%であることを特徴とする溶接熱影響部靭性に優れた低降伏比高強度鋼板。
(4)、さらに、質量%で、Ca:0.001〜0.003%を含有し、不純物として含有されるO、SがO:0.003%以下、S:0.005%以下であり、かつCa、O、Sの含有量が下記(a)式を満たすことを特徴とする(1)ないし(3)のいずれかに記載の溶接熱影響部靱性に優れた低降伏比高強度鋼板。
0.4≦(1−130×[O])×[Ca]/(1.25×[S])≦0.8 …(a)
但し、(a)式の元素記号は各含有元素の質量%を示す。
(5)、さらに、質量%で、Cu:0.5%以下、Ni:0.5%以下、Cr:0.5%以下、B:0.005%以下の中から選ばれる1種又は2種以上を含有することを特徴とする(1)ないし(4)のいずれかに記載の溶接熱影響部靭性に優れた低降伏比高強度鋼板。
(6)、(1)ないし(5)のいずれかに記載の成分組成を有する鋼を、1000〜1300℃の温度に加熱し、Ar3温度以上の圧延終了温度で熱間圧延した後、5℃/s以上の冷却速度で450〜650℃まで加速冷却を行い、その後直ちに0.5℃/s以上の昇温速度で550〜750℃まで再加熱を行うことを特徴とする、金属組織がフェライトとベイナイトと島状マルテンサイトとの合計の体積分率が97%以上であり、島状マルテンサイトの面積分率が3〜20%である溶接熱影響部靭性に優れた低降伏比高強度鋼板の製造方法。
0.4≦(1−130×[O])×[Ca]/(1.25×[S])≦0.8・・・(a)
通常、CaはHICやラミネーションの原因となるMnS生成を抑制し、無害なCaS化するために鋼中のS量に対し化学量論的に余るように添加されている。しかし、本発明者らは一部のSがMnと結合してMnSが生成する組成比を選ぶことで、溶接熱履歴中にCaとMnの複合析出が起こり、さらに得られた酸硫化物がフェライト変態の核生成能を持つことを見いだした。すなわち、粗大で靱性に悪影響を及ぼす介在物生成抑制の観点から、O≦0.003%、S≦0.005%とした上で、CaO生成分を除いた有効Ca量(Ca*)を実験結果の回帰による下記(b)式を用いて計算し、
Ca*=(1−130×[O])×[Ca]・・・(b)
さらにCaとSの化学量論比1.25で有効Ca量(Ca*)を割った値が下記(c)式を満たすようにCaを添加した場合は、鋼中SがすべてCaSを形成し、
[S]<Ca*/1.25・・・(c)
下記(d)式を満たすようにCaを添加した場合は、鋼中Sの一部がCaSとなり、残りはMnSとなる。
0<Ca*/1.25<[S]・・・(d)
(d)式を満たす範囲でCaの含有量を種々変化させた鋼を用いて入熱40kJ/cmに相当する熱履歴を加える再現熱サイクル試験を行い、その結果、Ca*/1.25の範囲を下記(e)式とすることで、溶接熱影響部の粒界フェライト生成促進と、それに伴う靱性の著しい向上が得られることを見出し、
0.4[S]≦Ca*/1.25≦0.8[S]・・・(e)
これにより上記(a)式が導出された。
Ar3(℃)=910−310C−80Mn−20Cu−15Cr−55Ni−80Mo…(f)
2 鋼板
3 熱間圧延機
4 加速冷却装置
5 誘導加熱装置
6 ホットレベラー
F フェライト
B ベイナイト
MA 島状マルテンサイト
Claims (6)
- 質量%で、C:0.03〜0.1%、Si:0.01〜0.5%、Mn:1.2〜2.5%、Mo:0.05〜0.4%、Ti:0.008〜0.025%、N:0.004〜0.007%、Al:0.08%以下を含有し、残部がFe及び不可避不純物からなり、Ti量とN量との比であるTi/Nが2〜4であり、原子%でのC量とMo、Tiの合計量との比であるC/(Mo+Ti)が1.2〜3であり、金属組織がフェライトとベイナイトと島状マルテンサイトとの合計の体積分率が97%以上であり、島状マルテンサイトの面積分率が3〜20%であることを特徴とする溶接熱影響部靭性に優れた低降伏比高強度鋼板。
- さらに、質量%で、Nb:0.005〜0.07%および/またはV:0.005〜0.1%を含有し、原子%でのC量とMo、Ti、Nb、Vの合計量との比であるC/(Mo+Ti+Nb+V)が1.2〜3であることを特徴とする請求項1に記載の溶接熱影響部靭性に優れた低降伏比高強度鋼板。
- 質量%で、C:0.03〜0.1%、Si:0.01〜0.5%、Mn:1.2〜2.5%、Ti:0.008〜0.025%、N:0.004〜0.007%、Al:0.08%以下を含有し、Nb:0.005〜0.07%および/またはV:0.005〜0.1%を含有し、残部がFe及び不可避不純物からなり、かつTi量とN量との比であるTi/Nが2〜4であり、原子%でのC量とNb、Vの合計量との比であるC/(Nb+V)が1.2〜6であり、金属組織がフェライトとベイナイトと島状マルテンサイトとの合計の体積分率が97%以上であり、島状マルテンサイトの面積分率が3〜20%であることを特徴とする溶接熱影響部靭性に優れた低降伏比高強度鋼板。
- さらに、質量%で、Ca:0.001〜0.003%を含有し、不純物として含有されるO、SがO:0.003%以下、S:0.005%以下であり、かつCa、O、Sの含有量が下記(a)式を満たすことを特徴とする請求項1ないし請求項3のいずれかに記載の溶接熱影響部靱性に優れた低降伏比高強度鋼板。
0.4≦(1−130×[O])×[Ca]/(1.25×[S])≦0.8 …(a)
但し、(a)式の元素記号は各含有元素の質量%を示す。 - さらに、質量%で、Cu:0.5%以下、Ni:0.5%以下、Cr:0.5%以下、B:0.005%以下の中から選ばれる1種又は2種以上を含有することを特徴とする請求項1ないし請求項4のいずれかに記載の溶接熱影響部靭性に優れた低降伏比高強度鋼板。
- 請求項1ないし請求項5のいずれかに記載の成分組成を有する鋼を、1000〜1300℃の温度に加熱し、Ar3温度以上の圧延終了温度で熱間圧延した後、5℃/s以上の冷却速度で450〜650℃まで加速冷却を行い、その後直ちに0.5℃/s以上の昇温速度で550〜750℃まで再加熱を行うことを特徴とする、金属組織がフェライトとベイナイトと島状マルテンサイトとの合計の体積分率が97%以上であり、島状マルテンサイトの面積分率が3〜20%である溶接熱影響部靭性に優れた低降伏比高強度鋼板の製造方法。
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