JP5471524B2 - 靱性に優れた高強度極厚h形鋼およびその製造方法 - Google Patents
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(1) 質量%で、C:0.005〜0.05%、Si:0.01〜0.50%、Mn:2.20%超、3.0%以下、Ti:0.007〜0.025%、Al:0.005〜0.1%、N:0.001〜0.005%、B:0.0003〜0.0025%を含有し、Ni:0.1%未満、Cu:0.1%未満、P:0.02%以下、S:0.008%以下、O:0.01%以下に制限し、残部Fe及び不可避的不純物からなり、CとMnの含有量の比(C/Mn)が0.002〜0.015であり、TiとNの含有量の積(Ti×N)が1×10−4以下であり、フランジの厚み方向の中央部における、旧オーステナイト粒界を占めるフェライトの割合が20%以下であり、フランジの厚みが80mm以上であり、フランジの厚み方向の中央部における引張強度が550MPa以上であり、かつ、0℃におけるシャルピー衝撃吸収エネルギーが27J以上であることを特徴とする靭性に優れた極厚高強度H形鋼。
(2) 更に、質量%で、Mo:0.2%以下、W:0.5%以下の一方または両方を含有することを特徴とする上記(1)に記載の靱性に優れた極厚高強度H形鋼。
(3) 下記(式1)によって求められる予測残留オーステナイト体積率γm[%]が2.5%以下であることを特徴とする上記(1)または(2)に記載の靭性に優れた極厚高強度H形鋼。
ここで、C、Si、Mn、Mo、W、Bは各元素の含有量[質量%]である。
(4) 更に、質量%で、Nb:0.025以下%、V:0.1%以下、Zr:0.02%以下の1種または2種以上を含有することを特徴とする上記(1)〜(3)の何れか1項に記載の靱性に優れた極厚高強度H形鋼。
(5) 更に、質量%で、Ca:0.004%以下、Mg:0.004%以下の一方または両方を含有することを特徴とする上記(1)〜(4)の何れか1項に記載の靱性に優れた極厚高強度H形鋼。
(6) フランジの厚み方向の中央部における金属組織がベイナイトと、旧オーステナイト粒界を占める割合が20%以下のフェライトとからなることを特徴とする上記(1)〜(5)の何れか1項に記載の靱性に優れた極厚高強度H形鋼。
(x)CとMnの含有量の比(C/Mn)
まず、CとMnの含有量の比(C/Mn)について説明する。CおよびMnは、鋼材の焼入れ性に及ぼす影響が大きく、本発明では最も重要な元素である。Cは僅かな添加量でも著しく鋼材の焼入れ性を高める元素であり、C量が比較的多く、かつMn量が比較的少ない場合は、Cが鋼材の焼入れ性を決定することがある。
(y)TiとNの含有量の積(Ti×N)
次に、TiとNの含有量の積(Ti×N)について説明する。Tiは、Nを固定して窒化物を形成する元素であり、本発明では、Bが窒化物として析出しないようにTiの添加量を制御する。すなわち、Tiは、Bによる焼入れ効果を確保して、強度を向上させる重要な元素である。また、微細なTiNの析出は、熱間圧延中の結晶粒の粗大化を抑制し、組織の細粒化を促すため、靱性の向上に寄与する。一方、TiNが粗大化すると、靭性が著しく低下する。
ここで、C、Si、Mn、Mo、W、Bは、各元素の含有量[質量%]である。
Si:Siは、製鋼工程で脱酸剤として添加するが、固溶強化によって鋼の強度向上にも寄与する元素である。Si量が少ない場合は、Tiの酸化物が生成し、Nの固定が不十分になって、Bの添加による焼入れ性の向上効果が不十分になることがあるため、本発明では、Si量の下限を0.01%以上とする。また、Siの添加によって強度を高める場合は、0.05%以上を添加することが好ましい。一方、0.50%を超えてSiを添加すると、酸化物クラスターを生成して靭性が低下するため、上限を0.50%以下とする。靱性への影響を重視する場合には、Si量の上限は0.10%以下が好ましい。
2 フランジの厚み
3 フランジの厚み方向の中心部
Claims (6)
- 質量%で、
C:0.005〜0.05%、
Si:0.01〜0.50%、
Mn:2.20%超、3.0%以下、
Ti:0.007〜0.025%、
Al:0.005〜0.1%、
N:0.001〜0.005%、
B:0.0003〜0.0025%
を含有し、
Ni:0.1%未満、
Cu:0.1%未満、
P:0.02%以下、
S:0.008%以下、
O:0.01%以下
に制限し、残部Fe及び不可避的不純物からなり、CとMnの含有量の比(C/Mn)が0.002〜0.015であり、TiとNの含有量の積(Ti×N)が1×10−4以下であり、フランジの厚み方向の中央部における、旧オーステナイト粒界を占めるフェライトの割合が20%以下であり、フランジの厚みが80mm以上であり、フランジの厚み方向の中央部における引張強度が550MPa以上であり、かつ、0℃におけるシャルピー衝撃吸収エネルギーが27J以上であることを特徴とする靭性に優れた極厚高強度H形鋼。 - 更に、質量%で、
Mo:0.2%以下、
W:0.5%以下
の一方または両方を含有することを特徴とする請求項1に記載の靱性に優れた極厚高強度H形鋼。 - 下記(式1)によって求められる予測残留オーステナイト体積率γm[%]が2.5%以下であることを特徴とする請求項1または2に記載の靭性に優れた極厚高強度H形鋼。
γm=C+2Si+0.5Mn+(Mo+W)+100B ・・・ (式1)
ここで、C、Si、Mn、Mo、W、Bは各元素の含有量[質量%]である。 - 更に、質量%で、
Nb:0.025%以下、
V:0.1%以下、
Zr:0.02%以下
の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1〜3の何れか1項に記載の靱性に優れた極厚高強度H形鋼。 - 更に、質量%で、
Ca:0.004%以下、
Mg:0.004%以下
の一方または両方を含有することを特徴とする請求項1〜4の何れか1項に記載の靱性に優れた極厚高強度H形鋼。 - フランジの厚み方向の中央部における金属組織がベイナイトと、旧オーステナイト粒界を占める割合が20%以下のフェライトとからなることを特徴とする請求項1〜5の何れか1項に記載の靱性に優れた極厚高強度H形鋼。
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JP2010019376A JP5471524B2 (ja) | 2010-01-29 | 2010-01-29 | 靱性に優れた高強度極厚h形鋼およびその製造方法 |
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