JP5720447B2 - 溶接熱影響部の靭性に優れた鋼板 - Google Patents
溶接熱影響部の靭性に優れた鋼板 Download PDFInfo
- Publication number
- JP5720447B2 JP5720447B2 JP2011152432A JP2011152432A JP5720447B2 JP 5720447 B2 JP5720447 B2 JP 5720447B2 JP 2011152432 A JP2011152432 A JP 2011152432A JP 2011152432 A JP2011152432 A JP 2011152432A JP 5720447 B2 JP5720447 B2 JP 5720447B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- less
- toughness
- steel
- haz toughness
- affected zone
- 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.)
- Active
Links
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 title claims description 40
- 239000010959 steel Substances 0.000 title claims description 40
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 claims description 17
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 claims description 14
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 14
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 claims description 13
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 claims description 12
- 229910052758 niobium Inorganic materials 0.000 claims description 12
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims description 11
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000012535 impurity Substances 0.000 claims description 4
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 19
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 18
- 229910000734 martensite Inorganic materials 0.000 description 17
- 229910001566 austenite Inorganic materials 0.000 description 15
- 229910001563 bainite Inorganic materials 0.000 description 14
- 229910000859 α-Fe Inorganic materials 0.000 description 13
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 10
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 8
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 8
- 230000000087 stabilizing effect Effects 0.000 description 7
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 6
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 5
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 5
- 238000009863 impact test Methods 0.000 description 5
- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 description 5
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 description 5
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 description 3
- 229910001567 cementite Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000001934 delay Effects 0.000 description 2
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 2
- 230000001771 impaired effect Effects 0.000 description 2
- KSOKAHYVTMZFBJ-UHFFFAOYSA-N iron;methane Chemical compound C.[Fe].[Fe].[Fe] KSOKAHYVTMZFBJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 238000005204 segregation Methods 0.000 description 2
- 238000007711 solidification Methods 0.000 description 2
- 230000008023 solidification Effects 0.000 description 2
- 238000009628 steelmaking Methods 0.000 description 2
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005275 alloying Methods 0.000 description 1
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- TZCXTZWJZNENPQ-UHFFFAOYSA-L barium sulfate Chemical compound [Ba+2].[O-]S([O-])(=O)=O TZCXTZWJZNENPQ-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 238000005098 hot rolling Methods 0.000 description 1
- 230000006698 induction Effects 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 1
- 238000009864 tensile test Methods 0.000 description 1
- 229910052720 vanadium Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000037303 wrinkles Effects 0.000 description 1
Landscapes
- Heat Treatment Of Steel (AREA)
Description
1.引張り強さ590MPa以上の鋼において大入熱溶接熱影響部の高靭性を安定して確保するためには、極低C化して島状マルテンサイト(以下、MA)の生成を抑え、Mn、Cr、Ni、Si、Nb、Moなどの焼入れ性を高める元素を含有して変態温度を低下させ全体を均一なベイナイト組織とすることが成分設計指針の基本である。
2.オーステナイト生成元素(Mn、Nb、Ni)とフェライト生成元素(Cr、Si、Mo)の両者を含有し、オーステナイト生成元素量に対してフェライト生成元素量を適正にした成分組成にするとHAZ靱性が向上する。Nbは一般的にはオーステナイト生成元素とは呼ばれないが、オーステナイトからフェライトへの変態を著しく遅らせるため、本発明ではMn、Niと同様にオーステナイト安定化元素とみなす。
3.オーステナイト生成元素としてMn、Nbを主とし、Niを補助的に用いると合金コストを低下させ、HAZ靭性の向上にも有効である。
5.フェライト生成元素としてCrを主とし、SiおよびMoを補助的に用いることが実際的である。CrはMnによる過度のオーステナイト安定化を抑える上で有効である。Moは強力なフェライト生成元素でCrと似た作用を有するが高価である。また強力な焼入れ性元素でもあるので多量に添加するとMAの生成を助長する。Siも強力なフェライト生成元素であるが、セメンタイトの生成を強く抑制するため、過剰に含有するとMAの生成を助長するようになる。
1.鋼組成が、質量%で、C:0.025〜0.050%、Si:0.6%以下、Mn:0.9〜2.3%、Cr:1.0〜4.9%、Al:0.05%以下、Ti:0.005〜0.050%、Nb:0.01〜0.07%、Ni:2.0%以下(0%を含む)、Mo:0.03〜0.10%未満、下記(1)〜(3)式を満足し、残部鉄および不可避不純物からなる溶接熱影響部の靱性に優れた鋼板。
記
5.5≦Mn+0.7Ni+14Nb+Cr+4Si+2Mo≦7.0・・・(1)
Mn+0.7Ni+14Nb≧1.0・・・(2)
Cr+4Si+2Mo≧2.9・・・(3)
各式において、Mn、Cr、Ni、Nb、Si、Moは、それぞれの元素の含有量(質量%)を示す。
Cは、母材強度の確保、およびγ粒の粗大化を抑制してHAZ靭性を確保するのに必要な元素であり、該効果を発揮させるため、0.025%以上含有させる。一方、含有量が多くなるとMAが増大してHAZ靭性が劣化するようになるので0.025〜0.050%とする。
Siは、製鋼時の脱酸に必要な元素であり、この目的のため0.02%以上添加することが好ましいが、脱酸の目的を達すれば、含有量は少なくとも良い。また強力なフェライト生成元素でありMnによるオーステナイトの過度の安定化を抑制してMAの生成を抑制するが、一方、セメンタイトの生成を強力に抑制する。従って、含有量が多くなるとMAが増大してHAZ靭性が劣化するようになるので0.6%以下とする。好ましくは0.3%以下である。
Mnは強力なオーステナイト安定化元素で、変態点を低下させて母材の強度を確保するのに有用な元素である。また、ベイナイト変態を促進する元素である。母材の強度を確保するため0.9%以上含有させる。しかしMnが過剰になるとHAZが硬くなりすぎ、HAZ靭性が劣化するようになるので、2.3%以下とする。
Crは焼入れ性を向上させて母材の強度や靭性を確保するのに有用な元素であるとともにフェライト安定化元素であり、Mn含有によるオーステナイトの過度の安定化を防止しMAの発生を抑制するのに有用な元素である。これらの効果を発揮させるため、1.0%以上含有させる。しかし、Cr量が多くなると、HAZの硬度が増大してHAZ靭性が劣化するようになるので4.9%以下とする。
Alは、製鋼時の脱酸に必要な元素であり、この目的のため0.01%以上の添加が好ましいが、脱酸の目的を達すれば、含有量は少なくとも良い。また、含有量が多くなると、アルミナ等の粗大介在物が増加し、母材靭性が劣化する。加えてMAが増加し、HAZ靭性も劣化するようになるため、0.05%以下とする。
Tiは、Nと結合しTiNを形成する元素で、TiNはHAZのγ粒の成長を抑制しHAZ靭性の向上に寄与する。この効果を発揮させるため、0.005%以上、好ましくは0.010%以上含有させる。一方、含有量が多くなるとTiNが粗大化し、母材靭性、HAZ靭性が共に劣化するようになるので、0.050%以下、好ましくは0.025%以下とする。
Nbはオーステナイトからフェライトへの変態を著しく遅らせ、ベイナイト変態を促進する元素である。母材の強度を確保するため0.01%以上含有させる。しかしNbが過剰になるとHAZの硬さが硬くなりすぎ、HAZ靭性が劣化する。よってNb量は、0.07%以下に抑える。
Niも強力なオーステナイト安定化元素であり、変態点を低下させて母材の強度を確保するのに有用な元素である。また、ベイナイト変態を促進する元素である。しかし高価な元素であるため、本発明ではMnの補助として用いる選択元素とし、Mnだけで目的の強度、HAZ靭性が得られる場合には含有する必要はない。含有する場合にも合金コストの観点から2.0%以下とする。
Moは焼入れ性を向上させて母材の強度や靭性を確保するのに有用な元素である。またフェライト安定化元素であり、Mn添加によるオーステナイトの過度の安定化を防止しMAの発生を抑制するのに有用な元素である。これらの効果を発揮させるため0.03%以上を含有させる。しかし、高価な元素であるため、Crの補助として用い、過剰な含有ではMAが増大してHAZ靭性が劣化するため0.10%未満とする。
Mn+0.7Ni+14Nb≧1.0・・・(2)
Cr+4Si+2Mo≧2.9・・・(3)
各式において、Mn、Cr、Ni、Nb、Si、Moは、それぞれの元素の含有量(質量%)を示す。
以上が本発明の基本成分であり、残部はFeおよび不可避的不純物である。P、Sは不可避的不純物として扱い、含有量は制御しない。さらに本発明では上記基本成分に加え、必要に応じ、選択的に下記の元素を添加することができる。
Vは母材強度の向上に有効な元素で、またフェライト変態を抑制し、ベイナイト変態を促進する元素である。しかしながら、0.09%を超えて過剰に添加するとHAZで析出物を析出し、HAZ靭性を低下させるため、添加する場合は0.09%以下とすることが好ましい。
Caは介在物の形態を制御してHAZ靭性を向上させる元素である。しかしながら、0.005%を超えて過剰に添加しても介在物が粗大化してHAZ靭性を低下させるようになるため、添加する場合は0.005%以下とすることが好ましい。
Cuは母材強度の向上に有効な元素であり、またフェライト変態を抑制し、ベイナイト変態を促進する元素である。しかしながら、0.5%を超えて過剰に添加すると熱間圧延により鋼板表面に表面疵(Cu疵)を発生するため、添加する場合は0.5%以下とすることが好ましい。また、Cuを添加する場合には、表面疵を防止するためNiを少なくともCu添加量の1/2添加することが好ましい。
各鋼板について、圧延方向から丸棒試験片(平行部:直径6.0mm×標点間距離25.0mm)を採取して、JISZ2241の要領で引張試験を行い、降伏強度(YS)、引張強度(TS)、降伏比(YR)、伸び(EL)を測定した。また、参考としてシャルピー衝撃試験をJISZ2242の要領でVノッチ試験片(標準試験片 試験片幅10mm)を用いて行い、試験温度0℃での吸収エネルギー(vE0)(3本平均値)と脆性破面率(%)を測定した。
HAZ靭性はエレクトロスラグ溶接部の再現熱サイクル試験で評価した。再現熱サイクルは、スキンプレート材(50mm厚)とダイアフラム材(50mm厚)を組合せ、溶接入熱が550kJ/cmのエレクトロスラグ溶接を行った場合のボンド近傍の熱影響部に相当する熱履歴を模擬した。
なお、F=Cr+4Si+2Mo、A=Mn+0.7Ni+14Nb、A+F=Mn+0.7Ni+14Nb+Cr+4Si+2Moで、それぞれ(3)〜(1)式に相当するパラメータである。
Claims (2)
- 鋼組成が、質量%で、C:0.025〜0.050%、Si:0.6%以下、Mn:0.9〜2.3%、Cr:1.0〜4.9%、Al:0.05%以下、Ti:0.005〜0.050%、Nb:0.01〜0.07%、Ni:2.0%以下(0%を含む)、Mo:0.03〜0.10%未満、下記(1)〜(3)式を満足し、残部鉄および不可避不純物からなる溶接熱影響部の靱性に優れた鋼板。
記
5.5≦Mn+0.7Ni+14Nb+Cr+4Si+2Mo≦7.0・・・(1)
Mn+0.7Ni+14Nb≧1.0・・・(2)
Cr+4Si+2Mo≧2.9・・・(3)
各式において、Mn、Cr、Ni、Nb、Si、Moは、それぞれの元素の含有量(質量%)を示す。 - 更に、鋼組成として質量%で、V:0.09%以下、Ca:0.005%以下、Cu:0.5%以下の一種または二種以上を含有する請求項1記載の溶接熱影響部の靭性に優れた鋼板。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2011152432A JP5720447B2 (ja) | 2011-07-11 | 2011-07-11 | 溶接熱影響部の靭性に優れた鋼板 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2011152432A JP5720447B2 (ja) | 2011-07-11 | 2011-07-11 | 溶接熱影響部の靭性に優れた鋼板 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2013019015A JP2013019015A (ja) | 2013-01-31 |
JP5720447B2 true JP5720447B2 (ja) | 2015-05-20 |
Family
ID=47690729
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2011152432A Active JP5720447B2 (ja) | 2011-07-11 | 2011-07-11 | 溶接熱影響部の靭性に優れた鋼板 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5720447B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2016068094A1 (ja) * | 2014-10-28 | 2016-05-06 | Jfeスチール株式会社 | 溶接熱影響部の低温靭性に優れる高張力鋼板とその製造方法 |
JP6299676B2 (ja) * | 2015-06-09 | 2018-03-28 | Jfeスチール株式会社 | 高張力鋼板およびその製造方法 |
Family Cites Families (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP4427522B2 (ja) * | 2006-04-05 | 2010-03-10 | 新日本製鐵株式会社 | 溶接性と低温靭性に優れる引張強さ780MPa級高張力厚鋼板の製造方法 |
US8715432B2 (en) * | 2008-03-31 | 2014-05-06 | Nippon Steel & Sumitomo Metal Corporation | Fire-resistant steel superior in weld joint reheat embrittlement resistance and toughness and method of production of same |
JP5407478B2 (ja) * | 2009-03-26 | 2014-02-05 | Jfeスチール株式会社 | 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 |
JP5509946B2 (ja) * | 2010-03-12 | 2014-06-04 | Jfeスチール株式会社 | 溶接熱影響部の靭性に優れた鋼板 |
JP5699798B2 (ja) * | 2011-05-18 | 2015-04-15 | Jfeスチール株式会社 | 大入熱溶接熱影響部の靭性に優れた低降伏比高張力鋼材およびその製造方法 |
-
2011
- 2011-07-11 JP JP2011152432A patent/JP5720447B2/ja active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2013019015A (ja) | 2013-01-31 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5079419B2 (ja) | 溶接熱影響部の靱性が優れた溶接構造物用鋼とその製造方法および溶接構造物の製造方法 | |
JP4926447B2 (ja) | 耐溶接割れ性に優れた高張力鋼の製造方法 | |
JP7236540B2 (ja) | 溶接熱影響部の靭性に優れた鋼材及びその製造方法 | |
JP5493659B2 (ja) | 大入熱溶接熱影響部の靭性に優れた高強度鋼 | |
US20190352749A1 (en) | Steel material for high heat input welding | |
JP4891836B2 (ja) | 大入熱溶接における溶接熱影響部の靭性に優れた鋼板 | |
JP2009045671A (ja) | 大入熱エレクトロスラグ溶接用ワイヤ | |
JP4949210B2 (ja) | 溶接熱影響部の靭性が優れた鋼およびその製造方法 | |
JP5999005B2 (ja) | 溶接熱影響部靭性に優れた低降伏比高張力鋼板およびその製造方法 | |
JP4652952B2 (ja) | 大入熱溶接熱影響部の靭性に優れた高張力鋼板 | |
JP4770415B2 (ja) | 溶接性に優れた高張力厚鋼板およびその製造方法 | |
JP5509945B2 (ja) | 溶接熱影響部の靭性に優れた鋼板 | |
JP5720447B2 (ja) | 溶接熱影響部の靭性に優れた鋼板 | |
JP4778779B2 (ja) | 溶接熱影響部の低温靭性に優れた高張力鋼板 | |
JP5699798B2 (ja) | 大入熱溶接熱影響部の靭性に優れた低降伏比高張力鋼材およびその製造方法 | |
JP5509946B2 (ja) | 溶接熱影響部の靭性に優れた鋼板 | |
JP5157657B2 (ja) | 大入熱溶接熱影響部の靭性に優れた高強度鋼板 | |
JP5365146B2 (ja) | 大入熱溶接熱影響部の靭性に優れた鋼板 | |
JP5862592B2 (ja) | 溶接熱影響部靭性に優れた高張力鋼板 | |
JP4250113B2 (ja) | 耐震性と溶接性に優れた鋼板の製造方法 | |
JP5552967B2 (ja) | 溶接部の低温靭性に優れる厚肉高張力鋼板およびその製造方法 | |
JP6540545B2 (ja) | 大入熱溶接熱影響部靭性に優れた高強度厚鋼板 | |
JP5659949B2 (ja) | 溶接熱影響部の靱性に優れた厚鋼板およびその製造方法 | |
JP2003166033A (ja) | 溶接熱影響部の靭性に優れた厚鋼板 | |
JP5685960B2 (ja) | 溶接熱影響部の靭性に優れた高強度鋼 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20140220 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20150209 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20150224 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20150309 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5720447 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |