JP6094139B2 - 強度−伸びバランスに優れた高張力鋼板およびその製造方法 - Google Patents
強度−伸びバランスに優れた高張力鋼板およびその製造方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP6094139B2 JP6094139B2 JP2012232895A JP2012232895A JP6094139B2 JP 6094139 B2 JP6094139 B2 JP 6094139B2 JP 2012232895 A JP2012232895 A JP 2012232895A JP 2012232895 A JP2012232895 A JP 2012232895A JP 6094139 B2 JP6094139 B2 JP 6094139B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- less
- strength
- steel sheet
- cooling
- steel plate
- 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 128
- 239000010959 steel Substances 0.000 title claims description 128
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 19
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 76
- 239000002344 surface layer Substances 0.000 claims description 27
- 238000005098 hot rolling Methods 0.000 claims description 22
- 229910001563 bainite Inorganic materials 0.000 claims description 18
- 229910000734 martensite Inorganic materials 0.000 claims description 17
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 claims description 15
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 11
- 238000005496 tempering Methods 0.000 claims description 11
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 10
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 10
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 claims description 9
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 229910052758 niobium Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 230000009467 reduction Effects 0.000 claims description 6
- 229910052720 vanadium Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 230000001186 cumulative effect Effects 0.000 claims description 5
- 238000009826 distribution Methods 0.000 claims description 5
- 239000012535 impurity Substances 0.000 claims description 4
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 21
- 239000000463 material Substances 0.000 description 19
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 12
- 229910000859 α-Fe Inorganic materials 0.000 description 12
- 230000008569 process Effects 0.000 description 10
- 239000010953 base metal Substances 0.000 description 9
- 229910001566 austenite Inorganic materials 0.000 description 8
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 8
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 6
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N iron Substances [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 5
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 5
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 4
- 230000000717 retained effect Effects 0.000 description 4
- 238000009864 tensile test Methods 0.000 description 4
- 230000003631 expected effect Effects 0.000 description 3
- 229910001562 pearlite Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910052761 rare earth metal Inorganic materials 0.000 description 3
- 150000002910 rare earth metals Chemical class 0.000 description 3
- 238000007670 refining Methods 0.000 description 3
- 238000005728 strengthening Methods 0.000 description 3
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 3
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 2
- 230000008859 change Effects 0.000 description 2
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 2
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 2
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 2
- 230000001771 impaired effect Effects 0.000 description 2
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 2
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 2
- 239000000047 product Substances 0.000 description 2
- 238000001953 recrystallisation Methods 0.000 description 2
- 230000003014 reinforcing effect Effects 0.000 description 2
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 2
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 2
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 2
- 238000012935 Averaging Methods 0.000 description 1
- 229910001035 Soft ferrite Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000746 Structural steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000794 TRIP steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 1
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 1
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 238000009749 continuous casting Methods 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- 238000010790 dilution Methods 0.000 description 1
- 239000012895 dilution Substances 0.000 description 1
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 1
- 238000004453 electron probe microanalysis Methods 0.000 description 1
- 230000006355 external stress Effects 0.000 description 1
- 238000010191 image analysis Methods 0.000 description 1
- 238000009863 impact test Methods 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 230000006698 induction Effects 0.000 description 1
- 230000000116 mitigating effect Effects 0.000 description 1
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 238000000879 optical micrograph Methods 0.000 description 1
- 230000008520 organization Effects 0.000 description 1
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001568 polygonal ferrite Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000010791 quenching Methods 0.000 description 1
- 230000000171 quenching effect Effects 0.000 description 1
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 238000004088 simulation Methods 0.000 description 1
- 238000005211 surface analysis Methods 0.000 description 1
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Heat Treatment Of Steel (AREA)
Description
しかしながら、これらの鋼材は、2相域焼入れなどの手段により、マルテンサイトまたはベイナイト主体の組織中に軟質のフェライト組織を導入し、ミクロ的に不均一な組織とすることによって低降伏比を実現しているため、鋼材の降伏現象を早期に発生させることに繋がり、高い負荷がかかる構造物などで必要とされる降伏強度とのバランスをとることが難しく、また複雑な熱処理工程を必要とすることから、実用的な大量生産品としては必ずしも適当ではなかった。
特許文献1では、オーステナイトの再結晶温度域で圧延終了後、2相域での冷却を制御することによってフェライト+マルテンサイト組織とする方法が示されている。
しかしながら、この方法では、一様伸びは向上するものの、フェライト粒が粗大化するために、低温靱性は良好とは言えない。また、ミクロ組織が不均一であることから、局部伸びが著しく低下するおそれもある。
しかしながら、Cu析出強化を発現させるには、概ね1%以上のCu添加が必要であることから、製造コストおよび特性の安定性の観点から、実用鋼としての実現可能性は低い。
その結果、同一鋼板内で高い伸びが出たり低い伸びがでたりする原因は、表面の材質ばらつきに起因しており、ベイナイトを主体とする組織の場合、材質のばらつきは硬さのばらつきで表される。
すなわち、フェライトを含まないベイナイト主体のミクロ組織の場合、表層の硬さのばらつきが大きい場合、硬さの低いところで優先的に変形が進行するため、くびれが発生しやすくなり、一様伸びの低下を招く。
スケールには、鋼板からの拡散によりSiが濃化するが、Siの濃化が小さいスケールとすることで、結果的に薄いスケールが得られやすく、硬さのばらつきが抑制される。
すなわち、本発明の要旨は次のとおりである。
[1]質量%で、C:0.03〜0.12%、Si:0.10〜0.45%、Mn:0.5〜2.0%、Al:0.005〜0.1%およびN:0.0005〜0.005%を含有し、残部はFeおよび不可避的不純物の組成からなり、金属組織がベイナイトを主体とする組織であって、鋼板の表裏面から板厚方向に2mmの領域のミクロ組織が組織分率で30%未満のマルテンサイトとベイナイトからなり、鋼板表層の硬さの板幅方向分布における硬さの最大値と最小値の差がビッカース硬さで45HV以下、表面のスケール厚さが5μm以下であり、引張強さが550MPa以上、TS×Elが板厚12mmで20000MPa・%以上、板厚が30mm以上で26000MPa・%以上、かつvTsが−40℃以下であることを特徴とする強度−伸びバランスおよび靱性に優れた高張力鋼板。
[2]前記鋼板の表面のスケール中のSiの濃度が質量%で4%以下であることを特徴とする[1]に記載の強度−伸びバランスおよび靱性に優れた高張力鋼板。
[3]前記鋼板が、さらに質量%で、Cu:0.8%以下、Ni:2%以下、Cr:1%以下、Mo:0.8%以下、Nb:0.05%以下、V:0.1%以下およびTi:0.025%以下のうちから選んだ一種または二種以上を含有することを特徴とする[1]または[2]に記載の強度−伸びバランスおよび靱性に優れた高張力鋼板。
[4]前記鋼板が、さらに質量%で、B:0.0003〜0.002%を含有することを特徴とする[1]〜[3]のいずれかに記載の強度−伸びバランスおよび靱性に優れた高張力鋼板。
[5]前記鋼板が、 さらに質量%でCa:0.005%以下を含有することを特徴とする[1]〜[4]のいずれかに記載の強度−伸びバランスおよび靱性に優れた高張力鋼板。
[6]前記鋼板が、さらに質量%でMg:0.0050%以下及び/または0.02%以下のREMを含有することを特徴とする[1]〜[5]のいずれかに記載の強度−伸びバランスおよび靱性に優れた高張力鋼板。
[7] [1]〜[6]のいずれかに記載の組成を有するスラブを、1000〜1250℃に加熱して熱間圧延し、累積圧下率50%以上で鋼板表面温度がAr3以上、900℃以下で熱間圧延を終了し、次いで鋼板表面での噴射流の衝突圧が1MPa以上でデスケーリングを行い、デスケーリング終了後5秒以内に鋼板平均の冷却速度が4℃/s以上で冷却を行い、鋼板を鋼板平均温度で550℃以下まで冷却することを特徴とする[1]〜[6]のいずれかに記載の強度−伸びバランスおよび靱性に優れた高張力鋼板の製造方法。
[8]デスケーリング終了後の鋼板を冷却する際、鋼板表層の温度が300℃以上の範囲にあるとき、0.3秒以上の一時的に水冷されない時間を1回あるいは2回以上で合計の非水冷時間が1.5秒以上、15秒以下となるように設け、鋼板平均の冷却速度が4℃/s以上で冷却を行い、 鋼板を鋼板平均温度で550℃以下まで冷却することを特徴とする[7]に記載の強度−伸びバランスおよび靱性に優れた高張力鋼板の製造方法。
[9]前記冷却後に、さらに、500℃以上、700℃以下の温度で焼戻し処理を施すことを特徴とする[7]又は[8]に記載の強度−伸びバランスおよび靱性に優れた高張力鋼板の製造方法。
まず、本発明において、鋼の成分組成を前記の範囲に限定した理由について説明する。なお、組成に関する「%」表示は特に断らない限り質量%を意味するものとする。
・C:0.03〜012%
Cは、高張力鋼板の母材強度の確保に必要な元素であるが、含有量が0.03%に満たないとCu,Ni,Cr,Moなどの焼入性向上元素の多量添加が必要となり、コスト高となるだけでなく、溶接性の劣化を招き、また大入熱溶接が施される場合には、溶接金属へのCの希釈が少なくなり、継手強度の確保が困難となる。一方、C量が0.12%を超えると母材靱性および溶接性の劣化を招き、また溶接継手部靱性の劣化を招くため、C量は0.03〜0.12%の範囲に限定した。
Siは、母材強度および溶接継手強度を確保する上で有用な元素なので、0.10%以上含有させるものとした。しかしながら、Si量が0.45%を超えると、溶接割れ感受性と溶接継手靱性の劣化を招く。そのため、Si量は0.10〜0.45%の範囲に限定した。
Mnは、母材強度および溶接継手強度を確保する上で有用なので、0.5%以上含有させるものとした。しかしながら、Mn量が2.0%を超えると溶接割れ感受性が劣化するだけでなく、必要以上の焼入性をもたらし母材靱性および継手靱性を劣化させる。そのため、Mn量は0.5〜2.0%の範囲に限定した。
Alは、鋼の脱酸剤として有用であるので、0.005%以上含有させる。また、結晶粒の微細化による母材靱性確保のためには0.01%以上の添加が好適である。しかしながら、Al量が0.1%を超えると母材靱性を損なうので、Alは0.005〜0.1%の範囲で含有させるものとした。
Nは、AlやNbなどと反応し析出物を形成することで結晶粒を微細化し、母材靱性を向上させる効果がある。しかしながら、含有量が0.0005%未満では結晶粒の微細化および強度確保に必要な析出物が形成されず、一方0.005%を超えるとむしろ母材および大入熱溶接継手の靱性を損なうので、Nは0.0005〜0.005%の範囲で含有させるものとした。
・Cu:0.8%以下、Ni:2%以下、Cr:1%以下、Mo:0.8%以下、Nb:
0.05%以下、V:0.1%以下
本発明鋼において、特に板厚が厚い場合や引張強さ600MPa級以上の高張力鋼板を得る場合、耐候性を必要とする場合には、Cu,Ni,Cr,Mo,NbおよびVのうちから選んだ少なくとも一種を添加することが有利である。
この場合、Cu,Ni,Cr,Moについては、いずれも多量の添加は高コストとなり、また、溶接性を低下させるため、それぞれ、Cuについては上限を0.8%、Crについては上限を1%、Niについては上限を2%、Moについては上限を0.8%とした。
またNbは、母材強度確保に有効であるが、多量の添加は強化に寄与せず、逆に溶接継手靱性を劣化させることから、添加する場合の上限は0.05%、好ましくは0.03%である。さらに、Vは、母材強度と溶接継手強度を確保する上で有効に作用するが、0.1%を超える添加は溶接割れ感受性を劣化させるので、上限を0.1%とした。
Tiは、ミクロ組織の細粒化およびB添加鋼の場合には焼入性に有効なBを確保するために添加するが、0.025%を超える添加は母材靱性を損ねることから、Ti量は0.025%以下とした。また、Bは、ごく微量の添加で焼入性を高める効果が得られるが、過剰に添加するとBNを形成し逆に焼入性の低下を招き、また溶接熱影響部が著しく硬化するため、0.0003〜0.002%の範囲に限定した。
Caは、靱性を劣化させるMnSの析出形態を変化させて、その悪影響を緩和する作用があるが、過剰の添加は焼入性の低下を招くため、上限は0.005%とした。
ここに、不可避的不純物としては、P,Sなどが考えられるが、健全な母材および溶接継手を得るためには、いずれも0.015%以下に抑制することが望ましい。
なお、本発明の効果を損なわない範囲であれば、上記以外の成分の含有、たとえば、靱性改善を目的として、0.0050%以下のMg及び/または0.02%以下のREM(希土類金属)の含有、を拒むものではない。
(金属組織について)
引張強さ550MPa以上の高強度化を図るために、本発明の高張力鋼板では、金属組織はベイナイト主体の組織とする。特に鋼板の表裏面から板厚方向に2mm以内の鋼板表層部にマルテンサイトが生成すると硬さが上昇し、鋼板内の表層硬さのばらつきが増大し、伸び低下の原因となるため、鋼板表層のマルテンサイトの体積分率は30%未満とする。ベイナイトとマルテンサイト以外の金属組織(フェライト、パーライト、島状マルテンサイト、残留オーステナイトなど)を含む場合、強度低下や靱性の低下、また表層硬さを上昇させるが、微量であれば影響は小さいため、ベイナイトとマルテンサイト以外の金属組織の合計が5%以下の体積分率であれば、1種または2種以上を含有してもよい。
なお、鋼板表層部(表裏面から板厚方向に2mm以内の領域)以外の金属組織は上述のようにベイナイト主体の組織とするが、ベイナイト以外の組織(フェライト、パーライト、島状マルテンサイトなど)が体積分率で25%を超えると所定の引張強さが得られなくなることから、ベイナイト以外の組織は25%以下とする。
・スケール厚さ:5μm以下
鋼板表面のスケール厚さは5μm以下とする。高冷却速度の制御冷却を行う場合、冷却停止温度のばらつきは低減されて鋼板形状は改善されるが、スケール厚さが大きいほど、表層部の冷却速度が増大し、表層硬さが上昇する。スケール厚さが5μmを超える場合、表層部の冷却速度増大により、マルテンサイトや島状マルテンサイト(MA)等の硬質相が生成して、表層硬さが上昇するとともに表層硬さのばらつきも大きくなる。よって、表層の硬さおよびそのばらつきを抑制するために、鋼板表面のスケール厚さは、5μm以下とする。好ましくは、4μm以下である。
板幅方向の硬さのばらつきをビッカース硬さで45HV以下とする。鋼板の強度や伸び、成形性などの観点から、鋼板内の硬さのばらつき抑制が要求される。板幅方向の硬さのばらつきがビッカース硬さで45HVを超えた場合は、上記特性に悪影響を及ぼす。例えば、板幅方向の硬さ分布が45HVを超えた場合は、成形時に硬い部分と軟らかい部分で変形の仕方に差が生じて所望の形状が得られなかったり、小板に切断した場合にそれぞれの小板で強度や伸びが異なったりする。鋼板内の材質均一性の観点から、板厚方向の硬さのばらつきがビッカース硬さで45HV以下とするが、板幅方向の硬さのばらつきがビッカース硬さで35HV以下であることがより好ましい。
鋼板からスケールへのSiの濃化が進み、スケール中のSi濃度が高い場合、部分的に地鉄との密着性が高まり、圧延時のデスケーリングや圧延によるスケールの剥離にむらが生じるため、制御冷却時の冷却速度にばらつきが生じ、表層硬さのばらつきの原因となる。したがって、スケール中のSi濃度は4%以下とするが、3%以下とすることがより好ましい。
すなわち、引張強さが550MPa以上の構造用鋼として一般に必要とされる鋼材を対象としているが、この種の鋼材は板厚は10mm以上が多いためである。もちろん本発明は板厚10mm未満の厚鋼板にも適用して構わない。
前記した成分組成になる溶鋼を、転炉や電気炉等の公知の炉を用いて溶製した後、連続鋳造法や造塊−分塊法でスラブとする。スラブは、以下に記載するように、熱間圧延加工が施される。
(熱間圧延について)
・スラブ加熱温度:1000〜1250℃
スラブ(鋼素材)の加熱は、鋼中の成分を均一化とMo,Nb,Vなどの析出強化元素を固溶させるために少なくとも1000℃を確保する必要があるが、加熱温度があまりに高くなると、結晶粒が粗大化し板厚中心においてはマイクロボイドの発生を助長することに加え、母材の靱性劣化を招くため、1000〜1250℃の範囲に限定した。好ましくは1200℃以下である。
熱間圧延によりオーステナイト粒の微細化を図ると共に、後工程での冷却(加速冷却)により、ベイナイト変態の促進およびフェライト粒の微細化を図るためには、熱間圧延における累積圧下率を50%以上とする必要がある。また、母材の靱性を向上させ、より安定に確保する観点からは、1000℃以下900℃以上の温度域で20%以上の累積圧下を付与することが望ましい。これにより、オーステナイト(γ)粒の再結晶に伴って組織が細粒化し、母材の靱性を向上かつ安定化させる。これと同じ効果の面からは、各圧延パス毎の圧下量を5%以上、好ましくは10%以上とすることが望ましい。
表層のフェライト析出を抑制する上で、最も重要な制御項目である。熱間圧延をAr3変態点よりもより低い温度で終了すると、初析フェライトを加工することになり、転位を含む加工フェライトが生成するので、圧延終了時における鋼板表面温度はAr3以上とする。一方、圧延終了温度がAr3以上であれば加工フェライトの生成は抑制できるものの、高温すぎると結晶粒が粗大化し、靱性の低下や伸びの低下を招く。よって、圧延終了時における鋼板表面温度は900℃以下とする。
Ar3(℃)=910−310[%C]−80[%Mn]−20[%Cu]−
15[%Cr]−55[%Ni]−80[%Mo]
但し、[%M]は、M元素の含有量(質量%)を表す。
・熱間圧延後の鋼板平均の冷却速度:4℃/s以上
熱間圧延後の鋼板平均の冷却速度は4℃/s以上とする。これは、冷却速度が4℃/sに満たないと、冷却途中に一部にフェライトが生成し、強度低下するためである。
熱間圧延後の冷却の停止温度が550℃超では、ベイナイト変態が十分進行しないため、高張力鋼板としての強度を確保するのが困難となるだけでなく、粗大なパーライト組織が生成し、延性が低下する。ベイナイト主体の組織とするために、冷却停止温度は鋼板平均温度で550℃以下の範囲とする。冷却停止温度の下限温度の規定はないが、冷却停止温度が400℃以下の場合には、後述の焼戻し処理を行うことが望ましい。なお、加速冷却終了後は、後述の焼戻し処理を実施する場合を除き、空冷することが望ましい。
なお、平均温度は、板厚、表面温度および冷却条件等が与えられた場合に、シミュレーション計算等により求められるものを用いることができる。例えば、差分法を用い、板厚方向の温度分布を平均化することにより得られた温度を平均温度とすることができる。
この製造方法によれば、熱間圧延後の加速冷却過程において非冷却時間を設けることにより、表裏層に比べ高温である板厚内部からの熱により表裏層は復熱し、これにより表裏層のみの硬さが低下する。その際、鋼板の中央部に近くなるほど、非冷却時間を設けることによる復熱の影響は小さく、鋼板の中央部およびその周辺では、冷却熱履歴の変化は小さく、冷却速度の低下はほとんど無いかあるいはごく僅かに抑えることができるため、硬さはほとんど低下しない。従って、全厚としての強度を大きく低下させることなく、また、熱間圧延後の冷却に要する時間は変わらないため、生産性を低下させることなく、加工性に優れた高張力鋼板を製造することができる。
復熱により到達する表面温度は、Ac1を超えない温度とする。Ac1を超えると部分的にオーステナイトへ変態するため、その後の冷却過程でマルテンサイトや島状マルテンサイト(MA)等の硬質層が生成して、表層硬さが上昇するとともに、表層硬さのばらつきも大きくなる。よって、非冷却時間を設けることにより復熱させる表面温度はAc1以下とする。
また、非水冷時間の長さと回数は製品板厚、サイズ、強度レベルに応じて設定することができる。しかし、合計の非冷却時間が短すぎる場合、表層が復熱される時間が十分でなく、期待する効果が得られず、また、長過ぎると、板厚中心部およびその周辺の冷却速度が低下することにより、通常の連続冷却を行う製造方法に比べ強度が低下することに加え、生産性の低下を招くことになる。従って、合計の非水冷時間は1.5秒以上、15秒以下、好ましくは3秒以上、13秒以下とする。
非水冷時間を設ける温度は、鋼板の温度が低い場合は表裏層の復熱が小さくなり、期待される効果が十分得られないため、鋼板の表面温度が300℃以上とする。
・熱間圧延後のデスケーリング
さらに上記製造方法に加えて、熱間圧延後の冷却の直前に高衝突圧のデスケーリングを行うことが望ましい。圧延後の鋼板においては、圧延前および圧延中のデスケーリング等によりスケールが除去されている。しかし、複数回の冷却中に鋼板表面が復熱により高温状態にある時間が長くなると、再びスケールの厚みが増加する。スケール厚みが大きくなると、部分的にスケールの剥離が生じることがある。スケール厚みにばらつきがあるとその厚みに応じて鋼板表面の冷却速度も変化してしまい、その冷却速度に応じて鋼板表面の硬度も変化してしまう。その対策として、熱間圧延後の冷却の直前にデスケーリングを行うことによりスケール厚みを、スケール生成により冷却速度に大きな差が生じない程度に薄くすることができる。
鋼板表面での噴射流の衝突圧が1MPa未満では、デスケーリングが不十分でスケールむらが生じる場合があり、表層硬さのばらつきが生じるため、噴射流の衝突圧は1MPa以上とする。また、1MPa以上とすることでSi濃度の高いスケールが除去できる。デスケーリングは高圧水を用いて行うが、鋼板表面での噴射流の衝突圧が1MPa以上であれば、他の噴射流を用いても構わない。
デスケーリング後、5秒を超えてから制御冷却を開始する場合、スケールが成長して
Siが濃化したり、硬さのばらつきが大きくなったりするため、デスケーリングから制御冷却までの時間を5秒以内とする。
・焼戻し温度:500℃以上、700℃以下
冷却停止温度が400℃以下の場合はとくに焼戻し処理が有効である。焼戻し温度は、目標の強度となる適正な温度とする必要があるが、500℃未満では焼戻しによる靱性回復などの効果が十分でなく、一方700℃を超えると強度が大幅に低下するおそれがあるだけでなく、炭化物の粗大化により靱性が低下する。従って、焼戻し処理における加熱温度は、500℃以上、700℃以下とする。
なお、焼戻し処理に誘導加熱を用いることも可能であり、それにより、生産性が向上する。
鋼番A〜Fは成分組成が本発明の適正範囲を満足する適合鋼であり、鋼番G〜Jは成分組成が本発明の適正範囲外の比較鋼である。
腐食していないサンプルを400倍の光学顕微鏡で10視野観察し、その平均のスケール厚を測定し、同視野の地鉄とスケール界面を中心にEPMAによるSiの面分析を行い、その最大濃度を求めた。
No.1、3、4、6、7、8、10、13、14、15、20、22、23、25は発明例であり、No.2、5、9、11、12、16、17、18、19、21、24は比較例である。
なお、No.20〜25では、熱間圧延後の冷却過程において非冷却時間が設けられている。
No.5は、スケールの厚さが本発明の範囲外であり、硬さのばらつき(ΔHV)が大きく、伸びが低いため、強度−伸びバランス(TS×El)が劣っている。
No.9、21は、表層部のマルテンサイト分率、スケールの厚さが本発明の範囲外であり、硬さのばらつきが大きく、伸びも低いため、強度−伸びバランス(TS×El)が劣っている。
No.11は、表面の圧延終了温度が適正温度範囲より低いため、表層組織にフェライトが生成しており、Siの濃度が本発明の範囲外であり、伸びが低いため、強度−伸びバランス(TS×El)が劣っている。
No.12は、表面の圧延終了温度が適正温度範囲より高いため、硬さのばらつき(ΔHV)が大きく、靭性も低下している。
No.16〜19は、成分組成が本発明の適正範囲外のため、本発明の特性を満足しない。
No.24は、水冷されない時間の合計が17.0秒と長いために、強度・靭性が大幅に低下し、目標の引張強さ、およびvTsを満足しない。
Claims (9)
- 質量%で、C:0.03〜0.12%、Si:0.10〜0.45%、Mn:0.5〜2.0%、Al:0.005〜0.1%およびN:0.0005〜0.005%を含有し、残部はFeおよび不可避的不純物の組成からなり、金属組織がベイナイトを主体とする組織であって、鋼板の表裏面から板厚方向に2mmの領域のミクロ組織が組織分率で30%未満のマルテンサイトとベイナイトからなり、鋼板表層の硬さの板幅方向分布における硬さの最大値と最小値の差がビッカース硬さで45HV以下、表面のスケール厚さが5μm以下であり、引張強さが550MPa以上、TS×Elが板厚12mmで20000MPa・%以上、板厚が30mm以上で26000MPa・%以上、かつvTsが−40℃以下であることを特徴とする強度−伸びバランスおよび靱性に優れた高張力鋼板。
- 前記鋼板の表面のスケール中のSiの濃度が質量%で4%以下であることを特徴とする請求項1に記載の強度−伸びバランスおよび靱性に優れた高張力鋼板。
- 前記鋼板が、さらに質量%で、Cu:0.8%以下、Ni:2%以下、Cr:1%以下、Mo:0.8%以下、Nb:0.05%以下、V:0.1%以下およびTi:0.025%以下のうちから選んだ一種または二種以上を含有することを特徴とする請求項1または2に記載の強度−伸びバランスおよび靱性に優れた高張力鋼板。
- 前記鋼板が、さらに質量%で、B:0.0003〜0.002%を含有することを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載の強度−伸びバランスおよび靱性に優れた高張力鋼板。
- 前記鋼板が、さらに質量%でCa:0.005%以下を含有することを特徴とする請求項1〜4のいずれか一項に記載の強度−伸びバランスおよび靱性に優れた高張力鋼板。
- 前記鋼板が、さらに質量%でMg:0.0050%以下及び/または0.02%以下のREMを含有することを特徴とする請求項1〜5のいずれか一項に記載の強度−伸びバランスおよび靱性に優れた高張力鋼板。
- 請求項1〜6のいずれか一項に記載の組成を有するスラブを、1000〜1250℃に加熱して熱間圧延し、累積圧下率50%以上で鋼板表面温度がAr3以上、900℃以下で熱間圧延を終了し、次いで鋼板表面での噴射流の衝突圧が1MPa以上でデスケーリングを行い、デスケーリング終了後5秒以内に鋼板平均の冷却速度が4℃/s以上で冷却を行い、鋼板を鋼板平均温度で550℃以下まで冷却することを特徴とする請求項1〜6のいずれか一項に記載の強度−伸びバランスおよび靱性に優れた高張力鋼板の製造方法。
- デスケーリング終了後の鋼板を冷却する際、鋼板表層の温度が300℃以上の範囲にあるとき、0.3秒以上の一時的に水冷されない時間を1回あるいは2回以上で合計の非水冷時間が1.5秒以上、15秒以下となるように設け、鋼板平均の冷却速度が4℃/s以上で冷却を行い、鋼板を鋼板平均温度で550℃以下まで冷却することを特徴とする請求項7に記載の強度−伸びバランスおよび靱性に優れた高張力鋼板の製造方法。
- 前記冷却後に、さらに、500℃以上、700℃以下の温度で焼戻し処理を施すことを特徴とする請求項7又は8に記載の強度−伸びバランスおよび靱性に優れた高張力鋼板の製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2012232895A JP6094139B2 (ja) | 2011-12-21 | 2012-10-22 | 強度−伸びバランスに優れた高張力鋼板およびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2011279869 | 2011-12-21 | ||
JP2011279869 | 2011-12-21 | ||
JP2012232895A JP6094139B2 (ja) | 2011-12-21 | 2012-10-22 | 強度−伸びバランスに優れた高張力鋼板およびその製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2013147733A JP2013147733A (ja) | 2013-08-01 |
JP6094139B2 true JP6094139B2 (ja) | 2017-03-15 |
Family
ID=49045524
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2012232895A Active JP6094139B2 (ja) | 2011-12-21 | 2012-10-22 | 強度−伸びバランスに優れた高張力鋼板およびその製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6094139B2 (ja) |
Families Citing this family (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101999015B1 (ko) * | 2017-12-24 | 2019-07-10 | 주식회사 포스코 | 취성균열 전파 저항성이 우수한 구조용 강재 및 그 제조방법 |
KR101999022B1 (ko) | 2017-12-26 | 2019-07-10 | 주식회사 포스코 | 피로균열 전파 억제 특성이 우수한 구조용 고강도 강재 및 그 제조방법 |
KR102200224B1 (ko) * | 2018-12-19 | 2021-01-08 | 주식회사 포스코 | 취성파괴 저항성이 우수한 구조용 강재 및 그 제조방법 |
AU2021278604B2 (en) * | 2020-05-28 | 2023-12-14 | Jfe Steel Corporation | Abrasion-resistant steel plate and method of producing abrasion-resistant steel plate |
CN114875321B (zh) * | 2022-05-06 | 2023-01-17 | 鞍钢股份有限公司 | 一种先进核电机组蒸发器支承用钢板及其制造方法 |
Family Cites Families (14)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS58731B2 (ja) * | 1977-12-12 | 1983-01-07 | 日本鋼管株式会社 | 60Kg/mm↑2以上の強度を有する調質鋼の製造方法 |
JPS59177325A (ja) * | 1983-03-28 | 1984-10-08 | Nippon Steel Corp | 高強度熱延ベイナイト鋼板の製造方法 |
JPH07256331A (ja) * | 1994-03-22 | 1995-10-09 | Kawasaki Steel Corp | 厚鋼板の冷却方法 |
JPH0957327A (ja) * | 1995-08-22 | 1997-03-04 | Sumitomo Metal Ind Ltd | 厚鋼板のスケール除去方法 |
JPH10113713A (ja) * | 1996-10-09 | 1998-05-06 | Kobe Steel Ltd | 制御冷却鋼板の製造方法 |
JP3607792B2 (ja) * | 1997-04-16 | 2005-01-05 | 新日本製鐵株式会社 | 薄スケール鋼板を製造するためのデスケーリング方法 |
JP3854807B2 (ja) * | 2001-03-08 | 2006-12-06 | 株式会社神戸製鋼所 | 溶接性および均一伸びに優れた高張力厚鋼板 |
FI114484B (fi) * | 2002-06-19 | 2004-10-29 | Rautaruukki Oyj | Kuumavalssattu nauhateräs ja sen valmistusmenetelmä |
JP2005298962A (ja) * | 2004-03-16 | 2005-10-27 | Jfe Steel Kk | 加工性に優れた高張力鋼板の製造方法 |
JP4882251B2 (ja) * | 2005-03-22 | 2012-02-22 | Jfeスチール株式会社 | 高強度高靱性鋼板の製造方法 |
JP2007039795A (ja) * | 2005-06-29 | 2007-02-15 | Jfe Steel Kk | 耐疲労亀裂伝播特性および靭性に優れた高強度鋼材の製造方法 |
CN101883875B (zh) * | 2007-12-04 | 2012-10-10 | Posco公司 | 具有出色低温韧性的高强度钢板及其制造方法 |
KR101228610B1 (ko) * | 2008-05-26 | 2013-02-01 | 신닛테츠스미킨 카부시키카이샤 | 저온 인성과 연성 파괴 정지 성능이 우수한 라인 파이프용 고강도 열연 강판 및 그 제조 방법 |
JP5347540B2 (ja) * | 2009-01-30 | 2013-11-20 | Jfeスチール株式会社 | 低温靭性に優れた厚肉高張力熱延鋼板およびその製造方法 |
-
2012
- 2012-10-22 JP JP2012232895A patent/JP6094139B2/ja active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2013147733A (ja) | 2013-08-01 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR102269845B1 (ko) | 열연 강판 및 그 제조 방법 | |
KR101492753B1 (ko) | 내피로 특성이 우수한 고강도 열연 강판 및 그 제조 방법 | |
JP5487682B2 (ja) | 強度−伸びバランスに優れた高靭性高張力鋼板およびその製造方法 | |
JP5487683B2 (ja) | 強度−伸びバランスに優れた高靭性高張力鋼板およびその製造方法 | |
JP5018934B2 (ja) | 加工性に優れた高強度鋼板およびその製造方法 | |
JP5574059B2 (ja) | 低温靭性に優れた高強度h形鋼及びその製造方法 | |
JP6303782B2 (ja) | 熱延鋼板およびその製造方法 | |
JP4858221B2 (ja) | 耐延性き裂発生特性に優れる高張力鋼材 | |
JP4767590B2 (ja) | 低降伏比高張力鋼および低降伏比高張力鋼の製造方法 | |
JP6725020B2 (ja) | バルブプレートおよびバルブプレートの製造方法 | |
JP7155702B2 (ja) | 耐サワーラインパイプ用厚鋼板およびその製造方法 | |
JP6252291B2 (ja) | 鋼板及びその製造方法 | |
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 | |
JP6094139B2 (ja) | 強度−伸びバランスに優れた高張力鋼板およびその製造方法 | |
JP2022548144A (ja) | 低温衝撃靭性に優れた高強度極厚物鋼材及びその製造方法 | |
JP5082475B2 (ja) | 強度−伸びバランスに優れた高靭性高張力鋼板の製造方法 | |
JP2015190008A (ja) | 溶接熱影響部靭性に優れた非調質低降伏比高張力厚鋼板およびその製造方法 | |
JP5439889B2 (ja) | 厚肉高靭性鋼管素材用厚鋼板およびその製造方法 | |
JP2006283126A (ja) | 音響異方性の小さい高強度高靭性ベイナイト非調質鋼板 | |
JP3737300B2 (ja) | 溶接性の優れた非調質型低降伏比高張力鋼板 | |
JP6684905B2 (ja) | 剪断加工性に優れた高強度冷延鋼板及びその製造方法 | |
JP5891748B2 (ja) | 鋼板内の材質均一性に優れた高強度高靭性厚肉鋼板及びその製造方法 | |
KR20200034770A (ko) | 강판 및 그 제조 방법 | |
JP5447778B2 (ja) | 非調質低降伏比高張力厚鋼板およびその製造方法 | |
JP5589335B2 (ja) | 高靭性鋼の製造方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20150825 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20160512 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20160607 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20160802 |
|
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: 20170117 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20170130 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6094139 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 |